有机立体化学南开周其林Slid8.docx
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有机立体化学南开周其林Slid8
第八章不对称合成
8.1概述
香芹酮(Carvone)
(R)-,薄荷味(S)-,臭蒿味
健康糖(Aspartame)
(S,S)-,甜味(S,R)-,苦味
反应停(Thalidomide)
(S)-,致畸(R)-,不致畸
8.1.1光学活性化合物的制备方法
(1)从天然资源中分离
(2)拆分
(3)酶及微生物合成
(4)不对称合成:
按照Morrison等人的定义不对称合成是指“这样一个过程,前手性的单元变成手性单元,生成不等量的立体异构体。
这个单元可以是整个分子,也可以是分子中的一部分”。
近年来不对称合成得到了飞速的发展,被认为是有机化学在过去三十年里的最伟大成就之一。
8.1.2不对称合成的概念和方法
如果一个分子中有n个不对称元素,那么理论上该分子就有2n个立体异构体。
假如在合成这个化合物的各步反应中没有任何的立体控制,合成出来的将是一堆混合物,毫无用处。
因此,发展手性化合物的立体控制合成方法是研究不对称合成的首要任务。
(1)立体选择性合成
(2)立体专一性合成和立体专一性反应
(3)前手性
前手性中心
前手性面
(4)非对映选择性合成和对映选择性合成:
Facedifferentiation
Toposdifferentiation
Stereoisomerdifferentiation
不对称合成的分类:
成功的不对称合成必需具备以下条件:
(i)具有较高的对映选择性;(ii)手性辅基或催化剂要容易制备或者容易再生;(iii)R和S两个构型的化合物最好都可以合成。
8.2分子内手性诱导的不对称合成(底物控制)
8.2.1烯醇盐的不对称烷基化反应
分子内手性转移
例一(ref.1)
例二(ref.2)
螯合增强的分子内手性转移
Evans手性辅基
手性辅基S-AMP
例一:
醛的烷基化(ref.5)
例二:
环酮的烷基化(ref.6)
Mori和Nicolaou分别用这一反应合成了信息素Serricornin和离子载体抗菌素X-14547A。
Oppolzer磺内酰胺
例一:
采用Oppolzer磺内酰胺辅基的烷基化反应(ref.7)
例二:
采用Oppolzer磺内酰胺辅基的共轭加成(ref.8)
8.2.2金属试剂对双键的加成
1,2-加成和Cram规则
例1
例2
例3
例4
分子中有螯合现象
例1
例2
例3
8.2.3Aldol反应
手性烯醇盐与非手性醛的Aldol反应
L2R’A/B
_______________________________
9-BBNPh14:
1
Et17:
1
i-Pr100:
1
DibutylPh40:
1
Et50:
1
i-Pr100:
1
CyclopentylPh75:
1
Et100:
1
i-Prnoreaction
8.2.4环加成反应
Diels-Alder反应
2+2环加成反应
此方法已经被用于三肽的合成
8.3应用手性试剂的不对称合成(试剂控制)
8.3.1不对称去质子化
例一
例二
8.3.2不对称质子化
例一
例二
例三
8.3.3BINAL-H(ref.3)
8.3.4手性硼试剂
8.3.5手性硫试剂
昆虫信息素合成
甾体激素合成
8.4不对称催化合成(手性放大)
8.4.1不对称催化氢化
碳-碳双键氢化
L*ee(%)
____________________________________
DIOP85
BINAP100
DuPHOS99
手性膦配体
机理
不对称催化氢化工业应用
不对称催化第一个工业化例子,L-Dopa(Monsanto,1975)
不对称催化最大的工业化例子(20,000吨/年),(S)-Metolachlor(Novatis,1996)
萘普生合成(ref.5)
97%ee(100%Y)
异喹啉生物碱合成(ref.6)
[Rh(R-BINAP)(COD)]ClO469%ee
[Ru(R-BINAP)](OAc)299.5%ee
[Ru(R-BINAP)(NEt3)]Cl299%ee
香茅醇合成
单磷手性配体
新型手性螺环单磷配体
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