不对称合成
不对称合成名词解释
不对称合成名词解释
不对称合成是最常用的化学反应之一。
它的反应机理比其他反应更加复杂，可以利用这种反应将两种不同的反应物合成一种新的化合物。
其中一种反应物可能是一种有机物，而另一种可能是一种无机物。
不对称合成的反应比一般的化学反应更复杂，可用于制备一种新的、未曾存在的化合物，这种反应特别适合制备一些非常有用的有机化合物。
它不仅可以用于在实验室制备有机分子，而且还可以用于实际的工业应用，从而提高产品的品质。
不对称合成中最重要的因素是反应介质和反应条件。
反应介质是指合成反应用以完成化学反应所需要的溶剂。
一般来说，反应介质包括水、乙醇、甲醇等，而温度、pH值和溶液浓度也是非常重要的反应条件。
此外，不对称合成还可以利用光照或电催化来完成反应。
这种类型的光照或电催化可以加速合成反应的进行，从而可以提高反应的效率，并且对反应物的改变能够更加明显。
不对称合成也可以利用催化剂来加速反应。
催化剂是指在特定形式或活性位置上加作用，以使反应按预期发生，而不会影响反应物。
常用的催化剂有金属离子、有机催化剂、酶和活性氧等。
最后，不对称合成的反应机理可以用于大规模的生产。
一般来说，不对称合成的反应机制可以在工业生产中应用，可以利用这种反应机理生产出许多有用的有机化合物，从而为工业提供更多的资源。
总之，不对称合成是一种常见的化学反应，能够用来合成新的化
合物，其反应机理比其他反应更加复杂，可以利用不对称合成反应来合成许多非常有用的有机化合物。
它可以利用反应介质、反应条件、光照或电催化和催化剂等技术来完成化学反应，也可以在大规模的工业生产中应用。
有机合成-不对称合成
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。
Ph 2P PPh 2
F F O N Me
N COOBu' BiI 3 ( 碘化铋)
F F O NH S Me
Me N
O F N O Me COOH
N
(1) (2) (3) 环状烯胺(1)以(2S,4S)-BPPM与碘化铋(III)催化氢 化以96%产率得到(2)。 从(2)很容易经六步反应制 备到(3)左氟砂星。
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
由光学纯1，1‘-联萘-2，2’-二酚
是手性氢负离子还原剂。
(2) 过渡金属络合物催化的 羰基化合物的氢化
Noyori等发现手性联二萘膦（BINAP）与过渡金属 形成配合物还可以还原羰基得到醇。
酮的不对称氢化是制备手性醇的一个有 效方法，BINAP-Ru (II)催化剂对于官能 化酮的不对称氢化是极为有效的:
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。
13第十三章-不对称合成
羰基不对称加成——非螯合加成：
在无手性因素时，普通亲核试剂进攻羰基碳的 Re和Si面的几率相同，产物是一对外消旋体：
与手性碳相邻的羰基碳，由于手性碳的影响使 得Re面与Si面进攻能量存在差别，因此存在非 对映过量（de）
7:4
羰基不对称加成：非螯合加成
Cram（克拉姆）规则：
亲核进攻试剂主要通过位阻最小的一侧进攻
当存在特定金属时，它可与羰基氧及α-C上的 氧结合，这种螯合结构的形成导致亲核进攻试 剂只能通过相反的位置进攻羰基碳：
de>98%
螯合结构导致反应的立体选择性大大提高
手性辅助基团参与的羰基加成
螯合结构使得手性底物与小位阻试剂也能 实现高de值的手性合成
将无手性中心或手性中心不合适的底物引入手 性辅助基团，就能实现高产率的单一手性合成
由于双烯体或亲双烯体上难以存在手性基团， 因此控制不对称环合反应主要有两种方法：
通过在双烯体、亲双烯体上引入手性辅助基团
使用手性催化剂催化环合反应
12.5 不对称氢化与氧化
概述：
氢化反应可以将π键还原为单键而得到新的手 性中心，氧化则通过氧化π键而得到新的手性 中心。他们得到单一手性产物的前提是在手性 因素（如催化剂或试剂）存在下进行反应
e键稳定 含量90%
反应具有立体选择性
a键能量高 含量10%
立体专一性：
不同的立体异构体反应得到不同的单一产物的 反应称为立体专一性反应，如还原反应：
还原产物均为单一纯品，具有立体专一性
还原产物为外消旋体，不具有立体专一性
对映过剩(ee)与非对映过剩(de)：手性合成 效率的标准
对映选择的反应使用ee：
通过特定方式反应，也能生成单一手性产物
有机化学中的不对称合成
有机化学中的不对称合成在有机化学领域中，不对称合成是一项重要的研究领域，它可以有效地合成具有手性的有机分子。
手性分子在药物合成、天然产物合成以及材料科学等领域中具有重要的应用价值。
本文将探讨不对称合成的基本概念、方法和应用，并介绍一些常见的不对称合成反应。
一、不对称合成的基本概念不对称合成是指通过使用手性起始原料或手性催化剂，合成出具有手性的有机分子的化学合成方法。
在不对称合成中，合成的产物具有不对称的结构或旋光性。
与对称合成相比，不对称合成可以得到具有更高的立体选择性和手性纯度的产物。
不对称合成的基本原理是利用手性诱导或手性催化剂来选择性地激活反应物中的一个面或一个手性中心，从而控制反应的立体选择性。
手性诱导合成方法包括拆分法、不对称催化、酶催化和手性助剂等。
其中，不对称催化是最为常见的方法，它通过使用手性催化剂，使化学反应以特定的立体选择性进行。
二、不对称合成的方法1. 手性诱导合成手性诱导合成是通过使用手性起始原料或手性诱导剂来进行的合成方法。
手性诱导合成包括手性拆分法和手性诱导剂法。
手性拆分法是通过将手性分子与反应物进行化学或物理上的拆分，使得反应物在反应过程中保持立体选择性。
手性拆分法包括光学拆分法、金属配合物拆分法和手性分子的稳定性拆分法等。
手性诱导剂法是通过使用手性诱导剂来引发反应中的手性识别过程，从而控制反应的立体选择性。
手性诱导剂法包括非手性基团诱导和手性感受性诱导。
2. 不对称催化合成不对称催化合成是通过使用手性催化剂来实现的合成方法。
手性催化剂能够选择性地提供一个特定的反应路径，从而控制反应的立体选择性。
不对称催化合成通常包括氢化、氧化、醇缩合、酯化、醚化等反应。
不对称催化合成中最有代表性的方法是手性配体催化法。
手性配体催化法通过使用手性配体配位于金属催化剂上，使催化剂具有手性识别能力，从而实现对反应物的选择性激活。
3. 酶催化合成酶催化合成是通过使用天然酶或人工改造酶来进行的合成方法。
不对称合成反应
Br H3C C
H
H
H3C
C CH3
HC
Br
Br
赤式 内(不消旋旋体体)
CH3 CH
H3C
+
HC
Br
Br
苏式 (外外消消旋旋体体)
Br CH
CH3
Br C CH3
H
例如：消去反应、取代反应中同样存在立体专一性反应。
Me
Br
KOEt
Me
H
MMee(MC(MMCMeHHee(eC(2(C2C()MCH)5H5HHH2e22)M2)5)CCM5H)55eeHMPOCOCPShCMSSehHOHOHeMPOOHP2MP2OhMPCSCMCSehChMMSeHhOH6O6eeHHHHOe2e2C4CC4CC2C--CCCM6M6HPHHB6eeHhPC4C-r4-HpCp-hC-4MM-PHMBBeePHBhPB-r-rHephPphr-rHphKAAOccEOOt--KKAAKOKOAAccOEOOEOccEtO-EO-tMMt--t eeMPPCChehOOMMM22CCMMeeMePHPCCMeMePhPCCehCCOOCMehehOM22CHCeMP2CPHCeCCHhheHHHCCCCM22CCC((HMCCHePPHHHHCCehPhPHCC22HHhh))RHH4422CC((22CCHH((CCHH33HH22))2244))CC44CCHHHH33 33
第八章 不对称合成反应
Chapter 8
8.1概述
8.2 不对称合成反应
不对称合成的意义
不对称合成
立体选择性与专一性
不对称催化反应
反应效率
8.1 概 述
◆不对称合成(asymmetric synthesis)反应是近20年来 有机合成化学中发展最为迅速也是最有成就的研究 领域之一。 ◆泛指:反应中由于手性反应物、试剂、催化剂以及 物理因素(如偏振光)等造成的手性环境,使得反应物 的手性部位在反应前、后形成的立体异构体不等量, 或在已有的手性部位上一对立体异构体以不同速度 反应,从而形成一对立体异构体不等量的产物和一对 立体异构体不等量的未反应原料。
不对称合成方法
不对称合成方法
不对称合成方法是一种利用立体选择性反应，使两个对映体中的一个占优势的合成方法。
这种方法又被称为手性合成。
在不对称合成中，至少要有一个化合物是手性化合物，才能使反应中生成的两种过渡态互为非对映关系，它们的活化能差决定了产物产生不等量的对映体。
不对称合成可以通过使用手性试剂、催化剂或者物理方法（如圆偏振光）来进行。
成功的标准通常包括高的对映体过量百分数、手性试剂易得且可循环使用、可以分别制得R与S异构体，以及最好是催化性的合成。
此外，根据手性的来源，不对称合成可以分为普通不对称合成和绝对不对称合成。
普通不对称合成是指依靠直接或间接由天然获得的手性化合物衍生的基团诱导产生手性化合物的合成。
而绝对不对称合成是指绝对脱离天然产物来源，通过物理方法（如通过圆偏光的照射）诱导产生手性的合成。
不对称合成在合成某些药物、香料、氨基酸及具有生物活性的化合物等方面具有很重要的意义。
有机化学基础知识点有机合成中的不对称合成方法
有机化学基础知识点有机合成中的不对称合成方法有机化学基础知识点：不对称合成方法不对称合成是有机化学中一种重要的合成策略，用于制备具有高立体选择性的有机分子。
本文将介绍不对称合成的基本原理和常用方法。
1. 不对称合成的原理不对称合成是在化学反应中控制立体选择性的方法。
通常情况下，有机分子具有手性，即它们可以存在两种依据空间构型的镜像异构体。
对于手性化合物的合成，通常需要选择性地生成一种手性异构体而不生成另一种。
不对称合成通过引入手性诱导剂或催化剂，以及具有手性中心的原料分子，来实现选择性合成手性分子的目的。
2. 常用的不对称合成方法2.1 催化不对称合成催化不对称合成是一种利用手性催化剂来控制反应立体选择性的方法，常用的手性催化剂包括金属配合物、有机小分子等。
例如，铑催化的酮还原反应、钯催化的Suzuki偶联反应等都是常见的不对称催化合成方法。
2.2 手性试剂参与的不对称合成手性试剂通常是指具有手性中心的化合物，它们可以作为手性源与底物反应，从而导致产物的手性选择性。
典型的手性试剂包括手性醇、手性酸等。
例如，进行不对称亲核取代反应时，可以使用手性的亲核试剂与底物反应来实现不对称合成。
2.3 手性配体参与的不对称合成手性配体在金属催化反应中起到了关键作用。
配体的选择可以导致反应的选择性以及对映选择性。
通常，配位基团与金属离子形成配合物，在反应过程中通过改变立体构型来控制手性产物的生成。
常用的手性配体包括膦配体、氨配体等。
2.4 手性溶剂参与的不对称合成手性溶剂是一种可以通过溶解性质改变反应体系手性选择性的方法。
在不对称合成过程中，手性溶剂可以与底物或催化剂形成氢键或其他作用力，从而促使产物的手性选择性。
手性溶剂的选择需要考虑溶解性、选择性和化学稳定性等因素。
3. 应用案例不对称合成方法在有机化学领域有着广泛的应用。
例如，药物合成中常使用不对称合成方法来合成药物的对映异构体，从而提高药物的效果和减少副作用。
有机合成中的不对称合成方法
有机合成中的不对称合成方法在有机合成领域中，不对称合成方法是一种应用广泛且具有重要意义的合成策略。
通过不对称合成，可以合成具有高立体选择性的有机分子，从而为药物研发、功能材料制备等领域提供了重要的工具和手段。
一、不对称合成方法的简介不对称合成方法是指在有机合成中，通过引入手性诱导剂或催化剂，使得反应产物中的手性中心具有高立体选择性。
常用的不对称合成方法主要包括催化不对称合成、反应不对称合成和拆分还原法等。
二、催化不对称合成催化不对称合成是一种常用的不对称合成方法，通过引入手性催化剂，控制反应过程中的立体选择性。
常见的手性催化剂包括金属有机催化剂、酶和有机小分子催化剂等。
例如，铑催化的不对称羟醛加成反应、铑催化的不对称氢化反应等都是催化不对称合成的典型例子。
三、反应不对称合成反应不对称合成是指通过对称的反应物进行反应，然后在反应后期引入手性诱导剂，实现对产物的手性控制。
常见的反应不对称合成方法包括不对称氢化反应、不对称环氧化反应和不对称亲核加成反应等。
通过合理选择反应物和手性诱导剂，可以有效地得到具有高立体选择性的产物。
四、拆分还原法拆分还原法是一种利用手性单体进行不对称合成的方法。
通过将手性单体进行反应得到手性中间体，然后通过还原、拆分等操作，最终得到目标产物。
拆分还原法具有操作简单、适用范围广的特点，常用于合成手性药物和天然产物等。
五、不对称合成的应用不对称合成方法在药物研发、功能材料制备以及天然产物合成等领域都有广泛的应用。
通过不对称合成可以合成具有特定立体结构和生物活性的分子，为新药物的设计和合成提供了重要的手段。
同时，不对称合成还可以合成具有特殊功能的材料，如手性催化剂、手性液晶等。
六、不对称合成的挑战与展望尽管不对称合成方法在有机合成领域取得了巨大的进展，但仍然面临着一些挑战。
例如，如何提高手性诱导剂的效率和选择性，如何降低催化剂的成本等都是当前亟待解决的问题。
未来，随着催化剂的发展和合成方法的创新，不对称合成方法将得到进一步的完善和拓展，为有机合成领域的发展提供更多可能性。
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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。
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
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”。
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。
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物可以是光学活性的，也可以是非光学活 性的，取决于底物是否具有光学活性。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 .
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
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；
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
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”
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：
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。
de值为96％
Байду номын сангаас
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)。