《不對(duì)稱合成》PPT課件.ppt

以對(duì)稱的化合物作為起始物 的不對(duì)稱合成,-李天景,1,主要內(nèi)容,在對(duì)稱的起始反應(yīng)物中引入 不對(duì)稱因素的不對(duì)稱合成,非對(duì)稱的試劑與對(duì)稱的反應(yīng)物 進(jìn)行的不對(duì)稱合成,2,引入不對(duì)稱因素的不對(duì)稱合成,丙酮酸的甲酯和乙酯 具旋光性的天然的丙酮酸酯 McKenzie 對(duì)于非對(duì)稱的-羰基酸酯的還原反應(yīng)和格氏反應(yīng)研究表明：在對(duì)稱的反應(yīng)物分子中引入一個(gè)不對(duì)稱的輔助因素，可以作為不對(duì)稱合成的手段。,3,Prelog的研究,非對(duì)稱的醇轉(zhuǎn)變?yōu)楸揭彝狨ィ缓笈c甲基碘化鎂反應(yīng)，得到-苯基乳酸酯的混合物，經(jīng)進(jìn)一步的水解，生成含對(duì)映體之一較多的-苯基乳酸的混合物，而呈旋光性。,比還原反應(yīng)或催化反應(yīng)機(jī)制清楚,4,Prelog規(guī)則,指出了非對(duì)稱醇的構(gòu)型和所生成的-苯基乳酸的兩個(gè)對(duì)映體的多寡的關(guān)系。,5,Prelog規(guī)則的應(yīng)用-非對(duì)稱醇的構(gòu)型測(cè)定,D的絕對(duì)值比較大，可以給出肯定的答案。,6,Prelog規(guī)則的應(yīng)用-非對(duì)稱醇的構(gòu)型測(cè)定,D的絕對(duì)值不大，但可以進(jìn)行比較，也能確定所測(cè)得不對(duì)稱中心的構(gòu)型。,7,Prelog規(guī)則的應(yīng)用-非對(duì)稱醇的構(gòu)型測(cè)定,D的絕對(duì)值較小或過小時(shí)，必須進(jìn)行其對(duì)映體或差向異構(gòu)體的相應(yīng)不對(duì)稱中心的構(gòu)型測(cè)定。,本身為負(fù)值 得出正值的結(jié)論,8,Prelog規(guī)則的缺陷, -苯基乳酸的D-0.65確實(shí)很難判斷其羥基是 或向位的。 3-膽甾烷醇的結(jié)構(gòu)，C3結(jié)合的C2和C4都是亞甲基。說明不適于直接結(jié)合兩個(gè)亞甲基的含羥基的不對(duì)稱中心的夠行的測(cè)定。,9,Prelog關(guān)于苯乙酮酸酯的構(gòu)象的觀點(diǎn),由于試劑多從空間阻礙最小的方向進(jìn)入反應(yīng)，因此構(gòu)想的分析對(duì)于未知構(gòu)型的測(cè)定具有決定性的意義。 苯基乳酸的絕對(duì)構(gòu)型是已知的，所以借助Prelog規(guī)則測(cè)定的構(gòu)型是絕對(duì)構(gòu)型。 Prelog 認(rèn)為苯乙酮酸酯分子中的酮羰基與酯羰基反式平行。,10,Prelog規(guī)則的懷疑,氫原子與羰基相互重疊,H.B.Kagan 發(fā)現(xiàn) 1.苯基與羰基共平面。 2.羰基所處平面平均104度 3.不對(duì)稱碳原子的H與羰基重疊。,按照這個(gè)晶體中的構(gòu)象很難判斷格氏試劑 在對(duì)苯乙酮酸酯發(fā)生加成作用時(shí)的主要方向 而得出符合實(shí)驗(yàn)結(jié)果的結(jié)論 Prelog規(guī)則還待更深入的研究。,11,不對(duì)稱的Diels-Alder雙烯合成,是由共軛二烯與含不對(duì)稱因素的酯基的羧酸型嗜二烯體之間的合成反應(yīng)。研究較多的是反丁烯二酸酯和丙烯酸酯作為嗜二烯體的一些反應(yīng)。,12,反應(yīng)方向,主要取決于含不對(duì)稱因素的反丁烯二酸酯的優(yōu)勢(shì)構(gòu)象。 根據(jù)Prelog -羰基酸的非對(duì)稱酯的構(gòu)象分析原則，呈如下形象。,量很低，酸下，生成大量的S,S-構(gòu)型的產(chǎn)物。,13,Lewis酸催化反應(yīng)的解釋,（-）薄荷醇?xì)埢械漠惐?，阻礙了1，3丁二烯自紙面之上趨近C=C雙鍵，所以量低。 Lewis酸與酯羰基氧原子配位，也在紙面上進(jìn)行，卻不受異丙基的妨礙，總的立體效應(yīng)提高了1，3丁二烯從紙面之下與雙鍵反應(yīng)，結(jié)果變成S,S-構(gòu)型的產(chǎn)物。,14,Lewis酸催化反應(yīng)的特例,環(huán)戊二烯與丙烯酸（-）-薄荷醇酯之間的反應(yīng). 內(nèi)型的產(chǎn)物，有或沒有催化劑參與，都是（+）-2R-構(gòu)型的對(duì)映體過量，但催化劑增加反應(yīng)的量。 外型的產(chǎn)物，催化劑轉(zhuǎn)變不對(duì)稱性，由（+）-2S-換為（-）-2R-構(gòu)型。,15,Horeau的研究,Horeau用消旋的2-苯基丁酸的酸酐或酰氯作為試劑，與一個(gè)具有旋光性但未知構(gòu)型的第二級(jí)醇反應(yīng)。其中一個(gè)手性?；鶎?yōu)先與此醇反應(yīng)生成酯，于是將從所用的試劑釋放出較多量的那個(gè)反應(yīng)性因立體結(jié)構(gòu)欠匹配的酸，一個(gè)旋光性的（+）-或（-）-2-苯基丁酸。,16,Horeau規(guī)則,如果釋放的2-苯基丁酸是R(-)構(gòu)型，供測(cè)的二級(jí)醇是S-構(gòu)型。 用S(+)-2-苯基丁酸的酸酐或酰氯和外消旋的dl-醇反應(yīng)，S(+)-2-苯基丁酸的酸酐或酰氯傾向與S-醇結(jié)合，剩下R-醇。,17,Horeau規(guī)則的應(yīng)用,受動(dòng)力學(xué)控制的反應(yīng)，反應(yīng)物之間的立體結(jié)構(gòu)的彼此匹配者是決定主要主要產(chǎn)物的結(jié)構(gòu)的重要因素。主要應(yīng)用是測(cè)定二級(jí)醇羥基所在的碳原子的構(gòu)型。,梁小天 ；回收的2-苯基丁酸的旋光為負(fù)值，C6為S型。,周維善；回收的2-苯基丁酸的旋光為正值,C3均是R構(gòu)型，羥基-向位。,18,非對(duì)稱的試劑的不對(duì)稱合成,前面講的引入不對(duì)稱合成的輔助因素，最典型的就是以一個(gè)非對(duì)稱的醇與反應(yīng)物的羧基反應(yīng)成為非對(duì)稱的酯，而酯基在反應(yīng)之后可以比較容易的被水解或還原除去，于是達(dá)到了不對(duì)稱合成的目的。 接下來介紹非對(duì)稱氫轉(zhuǎn)移試劑還原對(duì)稱的酮羰基的不對(duì)稱反應(yīng)：最有代表性的是異丙醇鋁參與的Meerwein-Ponndorf還原反應(yīng)，烷基含-H的格氏試劑的還原反應(yīng)和氫化鋁鋰的還原反應(yīng)。,19,都含有與氧配位的鋁或鎂。先形成過渡態(tài)，然后進(jìn)行氫向羰基碳轉(zhuǎn)移，還原反應(yīng)才告完成,20,過渡態(tài)的形成,因?yàn)樵噭┦欠菍?duì)稱的，所以反應(yīng)物分子特別是其功能團(tuán)上的基團(tuán)和試劑不對(duì)稱中心上的基團(tuán)，傾向于按基團(tuán)間相互作用之和最弱的向位排布，而形成反應(yīng)的最主要和最穩(wěn)定的過渡態(tài)，并由此決定反應(yīng)的主要方向和主要產(chǎn)物的構(gòu)型。,反應(yīng)物的L和試劑的 S同處紙面之上 小、大避免最強(qiáng)烈的L-L 之間的作用。,21,不對(duì)稱Meerwein-Ponndorf還原反應(yīng)的試劑,不對(duì)稱的格氏還原反應(yīng)的試劑,不對(duì)稱的氫化物的還原反應(yīng)的試劑,天然化合物：純、單一 合成化合物：經(jīng)過解析， 有對(duì)映體選擇。 （+-)喹寧堿,22,非對(duì)稱試劑對(duì)烯鍵的加成反應(yīng),諾貝爾化學(xué)獎(jiǎng)獲得者H.C.Brown發(fā)現(xiàn)的“烯的硼氫化反應(yīng)。 立體化學(xué)遠(yuǎn)非清楚，如果硼氫化反應(yīng)的試劑“硼烷”中引入不對(duì)稱因素-非對(duì)稱的硼氫化試劑，而可以對(duì)烯鍵進(jìn)行不對(duì)稱的加成反應(yīng)。,二甲氧基乙烷,0C,23,硼氫化反應(yīng)的表示方式,按照順式和反馬氏規(guī)則的方式對(duì)烯烴發(fā)生加成。一般將P2 *BH的不對(duì)稱加成表示如下：,加到含氫少的C上,24,反應(yīng)實(shí)例,對(duì)于同一烯來說，加成方向的傾向性取決于在制備P2 *BH時(shí)采用的起始-蒎烯是左旋還是右旋。,25,反應(yīng)的差異,一般的空間阻礙不甚大的烯烴，順式的異構(gòu)體反應(yīng)快，立體選向性強(qiáng)，而反式的異構(gòu)體慢，立體選向性弱。,順-2-丁烯，2h,75%-80% 反式，24h,13%,26,順式和端烯烴反應(yīng)的解釋,一般順式和端烯烴由于空間阻礙小，主要與P2 *BH反應(yīng)而生成加成物。過渡態(tài)如下：,穩(wěn)定,穩(wěn)定,27,反式反應(yīng)的解釋,實(shí)際上“二-3-蒎烷基硼烷”試劑存在著單體和二聚體之間的平衡。,由于反式烯烴具有較大的空間阻礙，主要與P2 *BH2BP*H反應(yīng),28,反應(yīng)的具體過程,不可能,？,29,過渡態(tài)化合物的修改,W.R.Moorre對(duì)Brown提出的過渡態(tài)做了修