不對稱氫化
編輯不對稱氫化是一種在目標(底物)分子上添加兩個氫原子的化學反應,具有三維空間的選擇性。關鍵是,這種選擇性不是來自目標分子本身,而是來自反應中存在的其他試劑或催化劑。這使得空間信息(化學家稱之為手性)可以從一個分子轉移到目標分子,形成單一對映體的產品。手性信息最常見的是包含在催化劑中,在這種情況下,單分子催化劑中的信息可能會轉移到許多底物分子中,放大了手性信息的數量。類似的過程也發生在自然界,像酶這樣的手性分子可以催化一個手性中心的引入,從而得到一個單一對映體的產品,例如細胞運作所需的氨基酸。通過模仿這一過程,化學家可以產生許多新型的合成分子,以特定的方式與生物系統相互作用,從而產生新的藥物制劑和農業化學品。不對稱氫化在學術界和工業界的重要性,使其兩位先驅者--威廉-斯坦迪什-諾爾斯和野利亮司--獲得2001年諾貝爾化學獎的一半。歷史1956年,一種由鈀沉積在絲綢上的異質催化劑被證明可以實現不對稱的氫化反應。后來,在1968年,WilliamKnowles和LeopoldHorner的小組獨立發表了使用均相催化劑進行不對稱氫化的例子。雖然只表現出適度的對映體過剩,但這些早期反應顯示了可行性。到1972年,對映體過量達到了90%,并開始使用這一技術對帕金森病藥物L-DOPA進行首次工業合成。不對稱氫化領域繼續取得了一些顯著的進展。亨利-卡根(HenriKagan)開發了DIOP,這是一種容易制備的C2-對稱二磷,在某些反應中能產生高的電子效應。RyōjiNoyori介紹了用于不對稱氫化極性底物的釕基催化劑,如酮類和醛類。隨后,P,N配體的引入進一步擴大了C2對稱配體的范圍,盡管它們與缺乏旋轉對稱性的手性配體相比沒有根本性的優勢。
什么是機理
編輯內球機理
對于用銠配合物催化氫化,人們提出了兩種主要的機理:不飽和機理和二氫機理。雖然區分這兩種機制很困難,但對于不對稱氫化來說,兩者之間的差異相對來說并不重要,因為在任何立體化學信息轉移到產物分子之前,兩者都會匯聚到一個共同的中間體。不對稱氫化的擬議機制在這些反應中,傾向于產生一種對映體而不是另一種對映體的現象常常被解釋為配體和手性底物之間的立體相互作用。對這些相互作用的考慮導致了象限圖的發展,其中封鎖的區域用陰影框表示,而開放的區域則不填。在模擬的反應中,進入的烯烴上的大基團將傾向于填充圖中的開放區域,而較小的基團將被引導到受阻區域,然后氫的傳遞將發生在烯烴的背面,固定了立體化學。
什么是金屬
編輯鉑族金屬
銠是xxx個被用于均相不對稱氫化的金屬,繼續被廣泛使用。用銠進行不對稱氫化的目標通常需要一個靠近烯烴的配位基。雖然這一要求是一個限制,但許多類別的底物都具有這樣的功能化,例如不飽和酰胺。Noyori不對稱氫化反應是基于釕的。隨后的工作在Noyori最初的催化劑模板的基礎上進行了擴展,導致傳統上困難的底物,如t-丁基酮和1-四酮被納入釕催化劑的可行底物的氫化。基于釕和TsDPEN的轉移氫化也獲得了商業上的成功。銥催化劑對一些非傳統的底物很有用,因為用Ru和Rh沒有找到好的催化劑。非官能化烯烴是典型的案例,但也有其他例子,包括酮類。銥基催化劑的一個常見困難是它們在溶液中的三聚體化傾向。
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