生物分子的手性与不对称自动催化

手性是生物分子的普遍自现象,人们对生物体手性分子的产生、复制、再生这种自发生长的生命天然属性的认识研究,有助于开辟人工合成手性物质的新途径及探索生命的起源。     

氨基酸手性修饰砌块用于不对称合成

利用以苯基甘氨酸1为代表的、来源丰富的α-氨基酸通过还原和官能团保护。修饰为氨基醇手性砌块3.5-（τ-孟氧基）-3-溴-2（5H）-呋喃酮手性试剂4与3在温和的条件下发生串联的不对称双Michael加成/分子内亲核取代反应,得到了具有4个新的手性中心的氨基酸手性修饰砌块/螺环/环丙烷类化合物7（52%,非对映体过量（de）≥98%）,经元素分析,[α]D^20,UV,IR,^1HNMR,^13CNMR,MS以及X射线四圆衍射测定,确认了它的化学结构、立体化学和绝对构型,其结果可以为手性砌块的引入,合成含有某些活性官能团的复杂结构化合物以及探讨它们的生物活性提供新的方法和途径。     

手性多官能团有机磷化合物的合成及其结构的研究

含有多官能团和多个手性中心的非对映体光学纯的有机磷衍生物5和5’可以通过手性合成了子3－溴－2（5H）－呋喃酮（4）和外消旋的α－羟基－取代膦酸二乙酯（3）发生不对称反应得到，其产率62％－84％，非对映体过量为≥98?。经元素分析，IR，^1H NMR,^13C NMR,MS以及X射线晶体测定，确认了它们的结构。讨论了有机磷活性底物的遴选和合成；光学纯有机磷衍生物合成方法、结构特征和解析；对映体光学纯度以及它们的立体化学和纯对构型等问题。此结果可以为有机磷活性底物的引入，为合成具有光学活性的天然和非天然有机磷化合物以及探讨它们的生物活性提供新的方法和思路。     

分子手型引出的话题

构筑生命的最重要分子材料──氨基酸和糖──都有左手型和右手型两种形式,就像一双手套,互为镜像。现存生物体只用左手型的氨基酸和右手型的糖。至于生命起源的某一时刻为何作出这种选择,现在出现了一种新理论。 法国格勒诺布尔ＣＮＲＳ高频磁场实验室的吉特·里肯（Ｇｅｅｒｔ Ｒｉｋｋｅｎ）和 Ｅ·劳帕奇（Ｅ．Ｒａｕｐａｃｈ）证实,磁场能与光互相影响而导致分子在手型上的不均衡,即在光促化学反应中产生了分子的“手性”。 分子手性是法国科学家路易·巴斯德（ＬｏｕｉｓＰａｓ－ｔｅｕｒ）在１９世纪发现的。他注意到酒石酸的晶…     

光学纯机械面手性轮烷及面手性大环化合物合成研究进展

近年来,面手性逐渐引起了多个领域科学家的关注.面手性结构单元广泛存在于多种活性天然产物和药物分子中,如机械平面手性轮烷和平面手性大环化合物.这两类结构在分子机器、分子识别、不对称催化以及药物研发等多个领域展示出了重要的应用价值.然而,由于机械平面手性轮烷和平面手性大环化合物的结构复杂性,合成这两类化合物仍然面临着较大挑战,且合成方法相对较少.因此,研究高效制备上述两类面手性化合物的新策略是非常有价值的研究方向.目前,合成化学家已发展了手性色谱分离技术、手性源诱导、过渡金属或酶催化的不对称环化反应等制备面手性化合物的策略.本文综述了制备光学纯机械面手性轮烷和面手性大环两类结构的研究进展,旨在启发从事相关领域的合成化学家发展更多高效合成面手性结构的新策略,从而为高效构筑机械平面手性轮烷化合物和平面手性大环化合物提供借鉴.     

不对称合成技术

不对称合成技术姜标（中国科学院上海有机化学研究所）当前国际化学工业的重点已开始从大品种的化学产品和高聚物逐渐向生产中小型的高精化学产品转移。后者包括医药、农用化学品、香精和特殊化学中间体。这些化学品往往具有复杂的化学结构和手性中心。手性是宇宙间普遍的...     

有机酸催化不对称烷基化反应新进展

在有机分子催化的不对称合成领域,手性有机酸催化和有机胺催化是其中两个非常重要的研究方向.羰基化合物的-烷基化反应是形成碳碳键的重要合成策略.手性有机胺催化羰基化合物的不对称-烷基化反应已经有较多的研究报道,但是手性有机酸催化的该类反应还很少见.多     

手性双氮氧配体及其金属配合物不对称催化

不对称催化是获得手性物质最高效的方法之一.针对效率和选择性的核心问题,发展高效高选择性的手性配体和催化剂是关键.不对称催化经过几十年的发展,其中手性金属配合物催化最受关注,应用也最广泛,但优势手性配体极其有限.因此,创制高效高选择性的优势手性配体是不对称催化领域最重要和最具挑战性的目标.在过去20年里,冯小明团队一直潜心催化不对称合成方面的研究,设计、合成了一类全新的具有柔性构象的手性双氮氧-酰胺化合物,被公认为一类优势手性配体和催化剂,打破了传统优势配体刚性构象的要求.建立了手性双氮氧-金属配合物催化剂库,高效高选择性实现了50多类重要的不对称反应,尤其是一些不对称催化新反应,为多个手性药物分子和天然产物的合成提供了简单、高效、精准、绿色途径.本文介绍了该类配体和催化剂的设计、合成以及手性双氮氧金属配合物催化的代表性不对称反应.这些原创性和系统性的研究工作,为手性科学的快速发展作出了重要贡献.     

新型手性PNO配体的合成及其在酮的不对称氢化中的应用

设计并合成了一种新型的PNO配体.该配体具有原料易得、合成简单、易于纯化等优点.通过市售的手性原料经过三步简单反应便可得到该配体.该配体与[Ir(COD)Cl]2(COD, 1,5-环辛二烯)在四氢呋喃(THF)中混合可原位获得手性催化剂,催化苯乙酮及其衍生物的不对称氢化反应.该反应体系所得到的手性醇产物的产率最高可达>99%, ee值最高可达99%.该催化剂对烷基芳基酮能够展现出很好的催化效率,但是对于双烷基酮氢化的手性控并不理想.在一个较大规模的反应中(12 g底物),催化转化数(TON)可达100000.     

过渡金属催化的不对称卡宾插入反应在手性胺合成中的应用

手性胺是一类重要的化合物,在合成化学和生物医药领域都有着广泛的应用.近20年来,伴随着过渡金属催化不对称合成研究的发展,高效高选择性合成手性胺的方法越来越多.其中,过渡金属催化的不对称卡宾插入反应已经成为合成各种手性胺,尤其是非天然手性氨基酸的一种最为有用的方法.近年来,以铜、铑、钯为代表的过渡金属卡宾对芳香胺、酰胺、咔唑、亚胺等底物的不对称N-H插入反应研究已经取得了积极的进展,最近对脂肪胺类底物也取得了重大突破.这些结果为结构多样的手性胺合成提供了重要方法,也为过渡金属催化下芳香胺、脂肪胺的不对称转化提供了新的思路.本文对近年来过渡金属催化的不对称卡宾插入反应的研究进展进行了归纳,主要介绍金属卡宾对各种胺类底物的不对称N-H插入反应在手性胺合成中的应用.     

含樟脑烷骨架的新型相转移催化剂合成及其在不对称环氧化反应中的应用

从左旋樟脑磺酸出发, 经氧化、Curtius重排、还原等步骤合成得到一类新型手性相转移催化剂. 用X射线衍射测定了催化剂的晶体结构. 这类新型手性相转移催化剂可以有效地催化查尔酮分子的不对称环氧化反应.     

不对称催化氢化的新进展——单齿磷配体的复兴

在过去近30年的研究工作中, 发展手性双磷配体主导了不对称催化氢化领域. 进入21世纪以来, 手性单磷配体特别是手性亚磷酸酯和亚磷酰胺类单磷配体的研究引起了国内外的关注, 其特点是这些单齿磷配体的合成比较简单, 原料价格低廉, 同时在烯烃的不对称氢化中具有高催化活性和高对映选择性, 其催化效率和对映选择性可以与目前最好的双膦手性配体形成的催化剂相媲美, 因此单齿亚磷酸酯、氨基亚磷酸酯类配体在工业化中有很广泛的应用前景. 另外从概念上也突破了传统的只有手性双齿磷配体容易获得高对映选择性的观念. 因此, 这是一个值得关注的研究方向. 本文简要回顾了不对称催化氢化研究中手性磷配体的发展过程, 比较系统地介绍了单齿磷配体的合成及其在不对称催化氢化反应中的应用.     

新手性3-氯-2(5H)-呋喃酮的合成及其不对称反应的研究

研究了新的手性合成子 ,5 (l 孟氧基 ) 3 氯 2 ( 5H) 呋喃酮 ( 5a)的合成方法及其不对称合成反应 .5a制备方法简便 ,它作为稳定的Michael受体 ,可与氧的亲核试剂发生串联的双Michael加成 /分子内亲核取代反应 ,通过此反应 ,一举生成了 4个新的手性中心 ,得到了一般方法难以合成的含有多个手性中心的螺 环丙烷类化合物 8.详细报道了 5a和 8的合成以及它们的IR ,UV ,1HNMR ,13 CNMR ,MS ,元素分析等结构分析数据 .经X 四圆衍射确定了手性的螺 [1 氯代 4 (l 孟氧基 ) 5 氧代 6 羰基双环 [3.1 .0 ]己烷 2 ,3′ ( 4′ l 孟氧基 5′ l 孟氧基丁内酯 ) ]( 8)的立体化学结构 .此不对称反应可以为某些新的光学活性螺 环丙烷类化合物提供重要的合成策略 .     

前列腺素类化合物的高效不对称合成新方法

正前列腺素(prostaglandin, PG)是一类广泛存在于体内的自体活性物质,介导体内多种生理功能. 1934年, von Euler~([1])首次发现了前列腺素,当时认为此物质可能是由前列腺所分泌,因此命名为前列腺素. 1957年Bergstr?m与Samuelsson~([2])分离出两种前列腺素纯品(PGF1和PGF2α),并在后续研究中阐明了前列腺素的结构和代谢过程. 20世纪60年代出现前列腺素药物的研究高潮. 1982年, Sune Bergstr?m、Bengt Samuelsson和John Vane三位科学家因在前列腺素及有关生物活性物质的研究方面的卓越贡献共同获得了诺贝尔生理学或医学奖.     

催化不对称合成手性四芳基甲烷

合成化学的快速发展极大地推动和促进了生物医药、农药和材料等科学的创新和发展.2019年,美国默克公司科学家在Science上发表题为The importance of synthetic chemistry in the pharmaceutical industry的综述,阐述了合成化学对制药工业的重要性[1]....     

对称和不对称

《对称和不对称》一文是李政道教授应邀在杰西和约翰·丹兹讲座上的讲演稿的上半部分。就对称和不对称现象,作者用极其生动的语言和发生在我们身边的实例,精辟地阐释了物理学中很深的概念,如对称性原理、CPT定理以及物理学中不对称与真空自发破缺的可能关系等。即便一些非物理专业的读者,估计也能读懂,此实乃可贵。     

催化不对称合成—2001年诺贝尔化学奖简介

2001年诺贝尔化学奖授予了美国化学家沙普利斯教授（占1/2）及诺尔斯博士与日本化学家野依良治教授（合1/2）,以表彰他们在发展催化不对称合成的新方法技术及其应用于工业生产研究领域中的开创性贡献,本文对催化不对称合成的基本概念及技术与三位杰出科学家的贡献作了简要的介绍。