除了自然界中天然的手性物外,就目前来说,获得某种对映体纯的手性化合物的 方法现在有四种途径。第一种制备途径是消旋体的拆分,第二种制备途径是转化,用 不改变原有的手性构造的反应把原料转变成我们需要的手性产物。第三种制备途径是 分子内手性构型的传递。原料自身是手性构型的分子,有着手性辅助剂的重要作用, 反应后重新产生的手性分子的分子中心不同,但是其中的某一种构型占着多数的比 例。由于手性分子手性源的局限性,所以第二和第三种制备途径的应用范围都受到了 很大的限制。第四种制备途径被叫做分子间手性构型的传递,在手性催化剂的作用下, 我们以同一种原料开始通过不同的方法就可以得到多种不同的手性产物,得到产物的 构型和初始添加物完全不同。这是现在来说最好的生产途径,因为一个手性催化剂分 子,能像酶在生物体系中的作用一样,导致上百万手性产物分子的生成。由此可说, 第四种制备途径可以被叫做不对称催化。因此,通过不对称的合成反应,直接合成具 有某些特定构型的光学纯物质,已经成为当代化学家所面临的具有挑战性的任务。
手性化合物的制备方法通常有手性拆分合成和不对称合成这两种。潜手性原料在 非手性条件下反应只能得到等量左旋体和右旋体的混合物,手性拆分顾名思义就是用 手性拆分试剂将消旋体拆分成左旋体和右旋体,拆分完的消旋体一部分是目标产物, 剩余部分是副产物,但是这种方法需要消耗许多的试剂,这些拆分试剂是需要花费大 量资金的。不对称合成包括几种不同的方法,分别是手性源起始,手性助剂诱导和不 对称催化。
1。2 不对称催化概述及发展史
在二十世纪有机化学领域的发展中,最重要的突破之一是不对称催化反应的研究 获得成功合成手性药物。从经济效应和学术发展的方面出发,不对称催化反应是最具 有发展潜力和市场竞争力。不对称催化合成反应是在少量不对称催化剂诱导下(提供 了手性模板),高效率的获得手性分子的不对称合成反应。2001 年的诺贝尔化学奖 颁发给了开创不对称催化领域的三位科学家,以表彰他们在合成具有生理活性的手性 分子方面所做出的卓越贡献,迄今为止,该催化合成反应没有得到大力的发展,它仍然处在方兴未艾的阶段,但是可以明显地发现它可以有效地合成手性药物中间体,并 且是该领域的热点发展方向。
上述所提到的反应在有机化学研究领域中有重要作用,它代表着现代社会发展的 前进方向和现代社会的进步幅度。近些年来,手性配体的开发研究得到了发展,大量 的小分子手性配体被报导,其中许多手性配体具有优异的催化性能,但是由于昂贵的 手性配体分离,回收和在利用的问题,从而限制了小分子催化剂的应用。
这么多年的长足发展,不对称催化拥有了枯木逢春般,朝气蓬勃的发展,不论是 在基础的研究方面,还是在工业发展应用的方面都有着显著的进步.在基础的研究方 面,成千上万,不计其数的手性配体被设计并合成出来:具有高催化活性又或者是具 有高光学选择性的这类催化剂体系不断呈现;新的不对称催化的反应不断地被发现开 发出来;新的不对称催化概念相继被发展.在工业发展应用方面,氢化、环氧化、烯 丙基烷基化、环丙烷基化等一系列不对称催化的反应在手性医药、农药等多个与生活 息息相关的产业中得到了良好且长足的应用。
不对称催化研究的重要内容一方面是以配体设计为基础合成高效的手性催化剂, 另一方面是寻找新的不对称反应。为了获得高对映选择性、高反应活性的催化剂,人 们提出了许多新概念,以指导手性催化剂的设计。