第八章不对称合成

若潜手性分子某一反应面上的基团按优先次序 (L>M>S)排列的顺序为顺时针，则该反应面称为Re面( 拉丁文rectus)；而若排列的顺序为逆时针则称为Si面(拉 丁文sinister)。
氢负离子作用于苯乙酮羰基的两个反应面得到
一对对映体。
反应中氢负离子进攻苯乙酮羰基的Si面得到(R)—构型 的1—苯基乙醇；而进攻其Re面则得到(S)—构型的1— 苯基乙醇，而进攻其Re面则得到（S）构型的1—苯基 乙醇。
这类不对称反应的最大优点在于反应的起始原料一 般来自于天然的手性化合物，如氨基酸、碳水化合 物、萜类和合成的光学纯化合物，具有很高的光学 纯度，因此对于新不对称中心的形成常常可以达到 好的不对称诱导效果。
抗生素milbemycin b3的合成方法之一可归结为(S)—香茅醇和D—甘 露醇为手性源出发的合成。
这类反应局限性主要在于手性原料的种类和来源比较有限的， 而且往往只有一种特定的构型易得，如糖只有D—型的，氨基 酸则为L—构型。
2. 手性辅助基团控制的不对称反应 这类反应与上述底物控制的反应类似。反应的立体选择性也是通过 分子内已有的手性中心控制的。但在这类反应中，手性中心不是底 物分子中固有的，而是通过形成化学键的方式将一手性基团特意引 入到底物分子中，使其在反应中“临时”起到不对称诱导作用，但 在反应结束后，则将其除去。因此引入底物的手性基团只起到一种 阶段性的辅助作用，故称为“手性辅助基团”。
潜手性单元可以是含有重键的平面基团如 羰基、碳碳双键、亚胺基，也可以是饱和 碳上的潜手性单元如乙苯中的亚甲基等。
一个成功的不对称合成的标准:
(1)高的对映体过量（e.e.）;
对映体过量：在二个对映体的混合物中，一个对 映体过量的百分数。
e.e.=[( － )/( ＋ )]×100％
(2)手性辅剂易于制备并能循环利用；
ee值为98％
但若底物分子中已有手性中心存在，且反应的产物为不等量的 一对非对映异构体，这样的反应则称为“非对映选择反应”。 非对映选择反应的产有光学活性。如光学活性烯酮(5)—(2) 与二甲基铜锂的共轭加成反应得到光学活性的非对映选择性产 物。
(3)可以制备到R和S两种构型；
(4)最好是催化性的合成。
* 迄今，能完成最好的不对称合成的，无疑应首推自然 界中的酶。发展像酶催化体系一样有效的化学体系是对人 类智慧的挑战。
底物分子本身则可以是非手性的或手性的。 在一个不对称反应中，若底物经转化后形成不等量的 一对对映异构体，则该反应称为“对映选择反应”。 如非手性的苯乙酮在手性硼噁唑烷1催化下由硼烷还 原后形成(S)—对映体为主的1—苯基乙醇就是一个对 映选择反应 .
第八章 不对称合成
Asymmetric synthesis
一、概述
二、概念
1.不对称合成
Morrison和Mosher提出了一个广义的定义， 将不对称合成定义为“一个反应，其中底物 分子整体中的非手性单元由反应剂以不等量 地生成立体异构产物的途径转化为手性单元。 也就是说，不对称合成是这样一个过程，它 将潜手性单元转化为手性单元，使得产生不 等量的立体异构产物”
de值为96％
立体选择性反应中，两个立体异构产物的比例可以用 于衡量反应立体选择性的优劣。但实际上更常用主要 异构体超出次要异构体的百分率即“百分过量”来表 示反应的立体选择性。 若 反 应 为 对 映 选 择 的 ， 称 为 “ 对 映 过 量 ” (ee ， enantiomeric excess)； 若反应为非对映选择性的，则称为“非对映过量”(de， diastereomeric excess)。
其中S为含潜手性基团的底物，A*为光学纯的手性辅助试剂， S—A*为连上辅助基团的底物，P*—A*为连着辅助基团的产物， 而P*则为去除辅助基团后的最终产物。其中手性辅助试剂A* 一般可回收再使用。
以(S)—1—氨基—2—甲氧甲基吡咯烷(SAMP，8)为手性辅助基团合 成高光学纯度的食叶蚁警戒 信息素9就是这类不对称反应的一个典型例子
一个好的不对称合成反应首先应具有好的立体选择性，
即高的对映或非对映过量。此外，温和的反应条件、高 的收率、两种立体异构体合成的通用性、原料经济性等 亦是衡量其优劣的指标。
2. 反应面： 在不对称合成中，为了能方便地表述反应发生的方向， 对像苯乙酮这样的潜手性分子的两个反应面作了定义。 按广义的CIP(Cahn—Ingold—Prelog)规则，常见的含双 键的平面型潜手性基团的反应面按如下方式定义：
反应发生的面与产物的绝对构型之间没有必然的联系。 即在一个反应中发生于某一面所形成的产物可能是S— 构型的，亦可能是R—构型的，具体取决于反应产物按 CIP次序规则得出的构型。
三、不对称反应的原理和基本方法
一个不对称合成反应中必须至少有一种的不对称因素 存在，这种不对称因素可来自于底物、试剂、催化剂 (化学的或生物的)、溶剂或物理))(光、电磁场)等。根 据不对称因素的来源， 可将不对称反应分为： (1)手性底物控制； (2)手性辅助基团控制； (3)手性试剂控制 (4)手性催化剂控制的四个主要反应类型。
1. 手性底物控制的不对称反应
在底物控制的不对称反应中，反应的立体选择性是由底物分子中 已有的于性中心控制或诱导的。新不对称中心是由试剂与底物分 子中的潜手性基团反应而形成的。
其中S和G*分别为底物分子中的潜手性和手性基团，R为手性 或非手性反应试剂，P*为在反应过程中产生的新不对称中心。
通过羟基酮中存在羟基的诱导，硼氢化锌高 选择地还原分子中的潜手性羰基，形成>98 ％(de)的还原产物
3. 手性辅助基团控制的不对称反应具有如下特点：
(1)具有比手性底物控制的反应更为广泛的应用范围。 前者只是单一底物控制的反应，而后者则可通过与一系 列不同的潜手性底物(一般为含同一官能团的化合物)相 连而实现不对称诱导。如(R)—和(5)—1—氨基—2—甲 氧甲基吡咯烷(RAMP)和(SAMP)既可用于各种酮，也可 用于醛o—位的不对称烷基化，形成各种不同类型的产 物，显示了手性辅助基团在不对称合成应用中的灵活性