用于手性催化的有机小分子有哪些?

用于手性催化的有机小分子有哪些?
用于手性催化的有机小分子有哪些?

用于手性催化的有机小分子有哪些?
有机小分子催化不对称有机合成
a.脯氨酸及其类似物
b.金鸡纳-生物碱
c.肽及其类似化合物
d.多原子中心Lewis碱
e.其他有机小分子
1912年,生物碱催化羟氰合成(Bredig),得到中等的对映选择性
1960s,生物碱催化羟氰合成(Pracejus),对映选择性得到很大提高
1970s ,脯氨酸催化分子内aldol 反应(Hajos 和 Wiechert)
2000,脯氨酸催化分子间直接Aldol反应 96% 以上的对映选择性(List)
2000- Asymmetric organocatalysis 得到迅猛发展
引 言
Asymmetric organocatalysis 催化作用机理
共价键合
a. 亲核作用
b. 亲电作用
2. 非共价作用
相转移形式
a. 生物碱类
b. C2-对称相转移催化剂
手性孔穴
a. 环糊精和杯芳烃
b. 分子印模
引 言
有机小分子催化不对称有机合成
脯 氨 酸 及 其 类 似 物(I)
脯 氨 酸 及 其 类 似 物(II)
有机小分子催化不对称有机合成
有机小分子催化不对称有机合成
脯氨酸催化Aldol 反应(I)
A. Northrup, D.W. C. MacMillan, J.Am.Chem.Soc.2002, 124, 6798 – 6799.
有机小分子催化不对称有机合成
脯氨酸催化Aldol 反应(II)
A. CWrdova, W. Notz, C. F. Barbas III, Chem.Commun.2002, 3024 – 3025.
有机小分子催化不对称有机合成
脯氨酸催化Aldol 反应(III)
A. Bogevig, N. Kumaragurubaran, K. A. Jorgensen, Chem.Commun.2002, 620 – 621.
脯氨酸催化Mannich 反应(I)
W. Zhuang, S. Saaby, K. A. Jorgensen, Angew.Chem.Int.Ed. 2004, 43, 4476 – 4478.
有机小分子催化不对称有机合成
脯氨酸催化Mannich 反应(II)
B. List, P. Pojarliev, W. T. Biller, H. J. Martin, J.Am.Chem.Soc.2002,124, 827 – 833.
有机小分子催化不对称有机合成
脯氨酸催化 -Amination 反应
P. Merino, T. Tejero, Angew.Chem.Int.Ed.2004, 43, 2995 – 2997.
有机小分子催化不对称有机合成
有机小分子催化不对称有机合成
脯氨酸参与催化的烯胺反应机理
合适的pKa
有B酸中心
TS中形成氢键
脯氨酸类似物催化Aldol 反应
A. CWrdova, C. F. Barbas III, Tetrahedron Lett.2002, 43, 7749 –7752.
有机小分子催化不对称有机合成
脯氨酸类似物催化Michael-Aldol反应
N. Halland, P. S. Aburel, K. A. Jorgensen, Angew.Chem.Int.Ed.2004, 43, 1272 – 1277.
有机小分子催化不对称有机合成
脯氨酸类似物催化1,4-Addition反应
S. P. Brown, N. C. Goodwin, D. W. C. MacMillan, J.Am.Chem.Soc.2003, 125, 1192 – 1194.
有机小分子催化不对称有机合成
N. A. Paras, D.W. CMacMillan, J.Am.Chem.Soc.2002, 124, 7894 – 7895.
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脯氨酸类似物催化烯丙基取代反应
有机小分子催化不对称有机合成
脯氨酸类似物催化Michael加成反应
N. Halland, P. S. Aburel, K. A. Jorgensen, Angew.Chem.Int.Ed. 2003, 42, 661 – 665.
有机小分子催化不对称有机合成
脯氨酸类似物催化环氧化反应
V. K. Aggarwal, C. Lopin, F. Sandrinelli, J.Am.Chem.Soc.2003, 125, 7596 – 7601.
有机小分子催化不对称有机合成
金鸡纳-生物碱催化Aldol反应
G. S. Cortez, R. L. Tennyson, D. Romo, J.Am.Chem.Soc. 2001, 123, 7945 – 7946.
有机小分子催化不对称有机合成
金鸡纳-生物碱催化质子化反应
L. M.-A. Rogers, J. Rouden, L. Lecomte, M.-C. Lasne, Tetrahedron Lett.2003, 44, 3047 – 3050.
有机小分子催化不对称有机合成
金鸡纳-生物碱催化酮的三氟甲烷化反应
S. Caron, Nga M. Do, P. Arpin, A. LarivTe, Synthesis 2003, 1693 – 1698.
有机小分子催化不对称有机合成
A. Armstrong, J. N. Scutt, Org. Lett.2003, 5, 2331 – 2334.
金鸡纳-生物碱催化烯丙基取代反应
有机小分子催化不对称有机合成
肽催化Aldol反应
H. J. Martin, B. List, Synlett 2003, 1901 – 1902.
有机小分子催化不对称有机合成
肽-脯氨酸催化Baylis-Hillman反应
J. E. Imbriglio, M. M. Vasbinder, S. J. Miller, Org.Lett.2003, 5, 3741 – 3743.
有机小分子催化不对称有机合成
肽催化动力学拆分
N. Papaioannou, C. A. Evans, J. T. Blank, S. J. Miller, Org.Lett.2001, 3, 2879 – 2882.
有机小分子催化不对称有机合成
肽催化1,4-Addition反应
T. E. Horstmann, D. J. Guerin, S. J. Miller, Angew.Chem.Int.Ed.2000, 39, 3635 – 3638.
有机小分子催化不对称有机合成
A. G.Wenzel, M. P. Lalonde, E. N. Jacobsen, Synlett 2003, 1919 – 1922.
肽类似物催化Strecker反应
有机小分子催化不对称有机合成
手性磷酰胺催化烯炳基取代反应
S. E. Denmark, J. Fu, J.Am.Chem.Soc.2001, 123, 9488 – 9489.
有机小分子催化不对称有机合成
手性吡啶N- Oxides催化烯炳基取代反应
A. V. Malkov,M. Orsini,D. Pernazza, K.W. Muir, V. Langer, P. Meghani, P. Kocovsky ,
Org. Lett.2002, 4, 1047 – 1049.
有机小分子催化不对称有机合成
手性硫化物催化烯炳基取代反应
S. Kobayashi, C. Ogawa, H. Konishi, M. Sugiura, J.Am.Chem.Soc. 2003, 125, 6610 – 6611.
有机小分子催化不对称有机合成
其 他 有 机 小 分 子
叶立德,内鎓盐:环氧化反应,氮杂丙烷反应,环丙烷反应
卡宾:Benzoin 缩合,Stetter 反应;
手性氧化物:环氧化反应
手性Brosted酸:aza-Henry 反应,Diels-Alder 反应;
N-螺联芳衍生物:烯丙基取代反应,Michael加成,酯化反应
等等……
有机小分子催化不对称有机合成
Asymmetric organocatalysis 已经引起科学界和工业界的极大兴趣
权威杂志连续评述
DSM公司已将此用于手性药物合成
展 望
Seminar II
但是,人们对asymmetric organocatalysis的认识刚刚开始
反应底物的普适性;
100% 的选择性,100% 的活性;
更多地进入金属有机催化的领域(氢化反应);
多相化及其相关理论;
设计更大更复杂的有机分子,发现新反应和理论.
相关领域和自动,高通量筛选技术以及计算机化学的发展为这领域注入无穷的生机.