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不對稱合成中的動態動力學解析
編輯化學中的動態動力學解析是一種動力學解析,即外消旋化合物的xxx可以轉化為對映純化合物。它被應用于不對稱合成中。由于創建一個具有單一三維結構的化合物的挑戰,不對稱合成已經成為一個備受探索的領域。更具挑戰性的是,如何將外消旋混合物在反應后只留下一個手性產物。一種已經成為非常有用的工具的方法是動態動力學解析(DKR)。DKR利用一個特定分子的中心,該中心可以很容易地被外嵌化,從而使(R)和(S)對映體在整個反應過程中可以相互轉換。在這一點上,催化劑可以選擇性地降低單一對映體的過渡態能量,導致一種反應途徑的產率幾乎xxx高于另一種。下圖是一個具有(R)和(S)異構體的化合物的能量圖的例子。如果催化劑能夠將ΔΔG?增加到足夠的程度,那么一個反應途徑就會比另一個途徑占優勢,從而導致單一的手性產物。因此,操縱動力學成為從外消旋起始材料中獲得不對稱產品的一個強有力的方法。文獻中已經有許多DKR的應用,提供了新的制藥方法和天然產品的途徑。應用Noyori的不對稱氫化反應Noyori的不對稱氫化反應是DKR比較經典的應用之一。兩個羰基之間的酸性中心的存在,使得手性中心在堿性條件下容易發生外嵌化。為了選擇四種可能的立體異構體之一,使用BINAP-Ru催化劑,通過磷配體的立體主體來控制反應的結果。下面是一些早期的轉化過程。為了進一步了解立體化學的結果,我們必須看一下過渡態的幾何結構。BINAP配體的立體感加上釕與羰基氧原子的配位,導致氫氣在一個面上的插入具有高選擇性。由此產生的(R,S)和(R,R)的立體化學,其產率為94.5%,而其他三種立體異構體的產率為0.5-3%。Noyori在1990年的成就為DKR的更多有用的應用鋪平了道路。
不對稱共軛物還原
編輯大約十年后,Jurkauskas和Buchwald也利用動態動力學解析來實現共軛物系統的氫化。1,4對環狀烯烴的加成在許多反應方案中是很常見的,然而,當試圖只修改一個中心時,在存在一個容易嵌合的中心的情況下的不對稱還原增加了復雜性。然而,通過使用銅催化反應,Buchwald能夠以極大的對映體過量(ee)獲得1,4還原。為了實現高速度的二聚體化,使用了像丁醇鈉這樣的強堿性物質來確保快速平衡。事實證明,在這個反應中,銅是一種很好的金屬,因為當氫氣加入時,它有能力與氧氣復合。作為一種軟金屬,銅非常喜歡1,4加成而不是1,2加成,因為烯烴是一種更軟的、更容易極化的親電子體。同樣,由于BINAP的立體選擇性,它成為首選配體,降低了左列中起始材料的過渡態能量。此外,PMHS被用作反應性相對較低的硅烷。這防止了在用四正丁基氟化銨(TBAF)進行脫保護之前的ee損失。
不對稱的醛縮反應
編輯除了氫化反應,其他的鍵也已經用DKR形成,并且非常成功。醛醇反應已被廣泛研究,主要是因為形成碳-碳鍵的固有挑戰。沃德和他的同事已經能夠利用脯氨酸催化的醛縮反應與動態動力學解析相結合,獲得一個高對映選擇性的反應。
在這個反應中,脯氨酸通過創造一個具有高度親核性的苯胺中間體來催化反應。催化劑上的酸基通過與醛氧配合,有助于促進碳-碳鍵的形成。這xxx提高了立體選擇性和產量。沃德和他的同事們還發現,通過在DMSO溶劑中加入微量的水,xxx增加了反應的產量,很可能是通過幫助質子從脯氨酸轉移到新形成的醇。對該產品的選擇性可以用Felkin模型進行最佳解釋。環狀的(E)-烯胺能夠經歷一個有利的過渡狀態,在這個過渡狀態中,醛相對于進入的親核物采取反關系,以及醛和其相鄰的環系統之間的1,2協同關系。
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