《不对称合成》PPT课件.ppt

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1、以对称的化合物作为起始物的不对称合成,-李天景,1,主要内容,在对称的起始反应物中引入不对称因素的不对称合成,非对称的试剂与对称的反应物进行的不对称合成,2,引入不对称因素的不对称合成,丙酮酸的甲酯和乙酯具旋光性的天然的丙酮酸酯McKenzie 对于非对称的-羰基酸酯的还原反应和格氏反应研究表明：在对称的反应物分子中引入一个不对称的辅助因素，可以作为不对称合成的手段。,3,Prelog的研究,非对称的醇转变为苯乙酮酸酯，然后与甲基碘化镁反应，得到-苯基乳酸酯的混合物，经进一步的水解，生成含对映体之一较多的-苯基乳酸的混合物，而呈旋光性。,比还原反应或催化反应机制清楚,4,Prelog规则,指出

2、了非对称醇的构型和所生成的-苯基乳酸的两个对映体的多寡的关系。,5,Prelog规则的应用-非对称醇的构型测定,D的绝对值比较大，可以给出肯定的答案。,6,Prelog规则的应用-非对称醇的构型测定,D的绝对值不大，但可以进行比较，也能确定所测得不对称中心的构型。,7,Prelog规则的应用-非对称醇的构型测定,D的绝对值较小或过小时，必须进行其对映体或差向异构体的相应不对称中心的构型测定。,本身为负值得出正值的结论,8,Prelog规则的缺陷,-苯基乳酸的D-0.65确实很难判断其羟基是 或向位的。3-胆甾烷醇的结构，C3结合的C2和C4都是亚甲基。说明不适于直接结合两个亚甲基的含羟基的不对

3、称中心的够行的测定。,9,Prelog关于苯乙酮酸酯的构象的观点,由于试剂多从空间阻碍最小的方向进入反应，因此构想的分析对于未知构型的测定具有决定性的意义。苯基乳酸的绝对构型是已知的，所以借助Prelog规则测定的构型是绝对构型。Prelog 认为苯乙酮酸酯分子中的酮羰基与酯羰基反式平行。,10,Prelog规则的怀疑,氢原子与羰基相互重叠,H.B.Kagan 发现1.苯基与羰基共平面。2.羰基所处平面平均104度3.不对称碳原子的H与羰基重叠。,按照这个晶体中的构象很难判断格氏试剂在对苯乙酮酸酯发生加成作用时的主要方向而得出符合实验结果的结论Prelog规则还待更深入的研究。,11,不对称的

4、Diels-Alder双烯合成,是由共轭二烯与含不对称因素的酯基的羧酸型嗜二烯体之间的合成反应。研究较多的是反丁烯二酸酯和丙烯酸酯作为嗜二烯体的一些反应。,12,反应方向,主要取决于含不对称因素的反丁烯二酸酯的优势构象。根据Prelog-羰基酸的非对称酯的构象分析原则，呈如下形象。,量很低，酸下，生成大量的S,S-构型的产物。,13,Lewis酸催化反应的解释,（-）薄荷醇残基中的异丙基，阻碍了1，3丁二烯自纸面之上趋近C=C双键，所以量低。Lewis酸与酯羰基氧原子配位，也在纸面上进行，却不受异丙基的妨碍，总的立体效应提高了1，3丁二烯从纸面之下与双键反应，结果变成S,S-构型的产物。,14

5、,Lewis酸催化反应的特例,环戊二烯与丙烯酸（-）-薄荷醇酯之间的反应.内型的产物，有或没有催化剂参与，都是（+）-2R-构型的对映体过量，但催化剂增加反应的量。外型的产物，催化剂转变不对称性，由（+）-2S-换为（-）-2R-构型。,15,Horeau的研究,Horeau用消旋的2-苯基丁酸的酸酐或酰氯作为试剂，与一个具有旋光性但未知构型的第二级醇反应。其中一个手性酰基将优先与此醇反应生成酯，于是将从所用的试剂释放出较多量的那个反应性因立体结构欠匹配的酸，一个旋光性的（+）-或（-）-2-苯基丁酸。,16,Horeau规则,如果释放的2-苯基丁酸是R(-)构型，供测的二级醇是S-构型。用S

6、(+)-2-苯基丁酸的酸酐或酰氯和外消旋的dl-醇反应，S(+)-2-苯基丁酸的酸酐或酰氯倾向与S-醇结合，剩下R-醇。,17,Horeau规则的应用,受动力学控制的反应，反应物之间的立体结构的彼此匹配者是决定主要主要产物的结构的重要因素。主要应用是测定二级醇羟基所在的碳原子的构型。,梁小天；回收的2-苯基丁酸的旋光为负值，C6为S型。,周维善；回收的2-苯基丁酸的旋光为正值,C3均是R构型，羟基-向位。,18,非对称的试剂的不对称合成,前面讲的引入不对称合成的辅助因素，最典型的就是以一个非对称的醇与反应物的羧基反应成为非对称的酯，而酯基在反应之后可以比较容易的被水解或还原除去，于是达到了不对

7、称合成的目的。接下来介绍非对称氢转移试剂还原对称的酮羰基的不对称反应：最有代表性的是异丙醇铝参与的Meerwein-Ponndorf还原反应，烷基含-H的格氏试剂的还原反应和氢化铝锂的还原反应。,19,都含有与氧配位的铝或镁。先形成过渡态，然后进行氢向羰基碳转移，还原反应才告完成,20,过渡态的形成,因为试剂是非对称的，所以反应物分子特别是其功能团上的基团和试剂不对称中心上的基团，倾向于按基团间相互作用之和最弱的向位排布，而形成反应的最主要和最稳定的过渡态，并由此决定反应的主要方向和主要产物的构型。,反应物的L和试剂的S同处纸面之上小、大避免最强烈的L-L 之间的作用。,21,不对称Meerw

8、ein-Ponndorf还原反应的试剂,不对称的格氏还原反应的试剂,不对称的氢化物的还原反应的试剂,天然化合物：纯、单一合成化合物：经过解析，有对映体选择。（+-)喹宁碱,22,非对称试剂对烯键的加成反应,诺贝尔化学奖获得者发现的“烯的硼氢化反应。立体化学远非清楚，如果硼氢化反应的试剂“硼烷”中引入不对称因素-非对称的硼氢化试剂，而可以对烯键进行不对称的加成反应。,二甲氧基乙烷,0C,23,硼氢化反应的表示方式,按照顺式和反马氏规则的方式对烯烃发生加成。一般将P2*BH的不对称加成表示如下：,加到含氢少的C上,24,反应实例,对于同一烯来说，加成方向的倾向性取决于在制备P2*BH时采用的起始-

9、蒎烯是左旋还是右旋。,25,反应的差异,一般的空间阻碍不甚大的烯烃，顺式的异构体反应快，立体选向性强，而反式的异构体慢，立体选向性弱。,顺-2-丁烯，2h,75%-80%反式，24h,13%,26,顺式和端烯烃反应的解释,一般顺式和端烯烃由于空间阻碍小，主要与P2*BH反应而生成加成物。过渡态如下：,稳定,稳定,27,反式反应的解释,实际上“二-3-蒎烷基硼烷”试剂存在着单体和二聚体之间的平衡。,由于反式烯烃具有较大的空间阻碍，主要与P2*BH2BP*H反应,28,反应的具体过程,不可能,？,29,过渡态化合物的修改,对Brown提出的过渡态做了修改，提出了P2*BH的另一种表示优势构象的方法。,四中心机制过渡态,30,过渡态的另一种表示法,ba,a+ba+b,31,硼氢化反应总结,硼氢化反应颇为复杂，尽管为反应的过渡态的立体结构的工作者很多，但只能解释存在的部分问题，反应机制还有待深入研究。,32,发言结束,谢谢,33,