不对称催化反应研究进展课件

,单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,*,单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,不对称催化反应研究进展,本课件PPT仅供大家学习使用 学习完请自行删除，谢谢！本课件PPT仅供大家学习使用 学习完请自行删除，谢谢！本课件PPT仅供大家学习使用 学习完请自行删除，谢谢！本课件PPT仅供大家学习使用 学习完请自行删除，谢谢！,不对称催化反应研究进展 本课件PPT仅供大家学习使用,不对称催化反应的进展,手性催化剂的发展,新型不对称催化反应,生物不对称催化,离子液体中的不对称催化反应,报告内容,报告内容,手性化合物的不对称合成法,化学计量的不对称反应,需要化学计量的手性试剂,对环境污染大,酶法,不对称催化反应,仅需催化剂量的手性试剂,反应条件温和,立体选择性好,绿色合成方法,手性化合物的不对称合成法 化学计量的,1966 年,野依良治设计了以希夫碱与铜合成的络合物催化剂,进行均相不对称催化环丙烷化反应,开创了首例均相不对称催化反应的先河。,1968年手性磷配体被引入到不对称氢化反应中,2001年 诺贝尔化学奖授予了三位从事不对称催化反应的科学家-,孟山都公司的,威廉 S诺尔斯,（William S.Knowles）,，,名古屋大学的,野依良治,（Ryoji Noyori）,，,斯克里普斯研究所的,巴里夏普雷斯,（K.Barry Sharpless）。,不对称催化反应的发展历程,1966 年,野依良治设计了以希夫碱与铜合成的络合物催化剂,双金属手性催化剂,James M.Takacs采用双齿磷配体，制备了一种含两种金属 的手性配合物，其中Zn-,Ms,，Pd-,Mc,。,图1 包含结构金属（Ms）和催化金属(Mc)的自组装双金属催化剂,手性金属催化剂,双金属手性催化剂James M.Takacs采用双齿磷配体,图2(box),2,Zn 络合物的制备及晶体结构,图2(box)2Zn 络合物的制备及晶体结构,产率79%,图3 手性二磷配体的制备,图4 采用双金属催化剂的烯丙基氨基化反应,e.e.80%,产率79%图3 手性二磷配体的制备图4 采用双金属催化剂,二茂铁-磷做配体的金属催化剂,Duan Liu（,The Pennsyl,v,ania State Uni,v,ersity）,烯烃，羰基化和物的,加氢反应,图5 烯烃的不对称氢化反应,催化剂,二茂铁-磷做配体的金属催化剂Duan Liu（The Pen,非金属有机催化剂,图6 双中心不对称有机催化剂,双中心非金属有机催化剂-Takashi Ohshima（日本）,中间体,非金属有机催化剂图6 双中心不对称有机催化剂双中心非金属有机,催化剂的回收,图7 叔丁基甘氨酸酯不对称烷基化反应合成a-烷基-a-氨基酯,e.e94%,催化剂的回收 图7 叔丁基甘氨酸酯不对称烷基化反应合成a-,非金属有机催化剂的应用,连续柱不对称催化反应（Sequentially-Linked Columns）,Lectka（,Johns Hopkins Uni,v,ersity）,图8 连续柱不对称催化反应中的柱型,非金属有机催化剂的应用,图9 连续柱不对称催化反应的组合形式,图9 连续柱不对称催化反应的组合形式,BQ-苯甲酰奎宁,BEMP-三氨基磷酰胺基亚氨键合到聚合物载体,图10 连续柱不对称催化反应装置流程图,BQ-苯甲酰奎宁 BEMP-三氨基磷酰胺基亚氨键合到聚合物,反应,历程,e.e.90%,2h,反应e.e.90%,2h,新型不对称催化反应,（Asymmetric catalysis induced by the substrate itself）,法国的Martine等人对由底物引发的不对称催化反应进行了研究。,图11(1,R,2,S,5,R,)-异薄荷醇的环羰基化反应,新型不对称催化反应法国的Martine等人对由底物引发的不对,应用：异柠檬烯的氢甲酰化反应，蒎烯的氢甲酰化反应，松油醇的二羟基化等。,图12(1,R,4,R,)-异柠檬烯的羰基化反应,应用：异柠檬烯的氢甲酰化反应，蒎烯的氢甲酰化反应，松油醇的二,生物催化的不对称合成及其应用,生物不对称催化的特点,微生物和酶为催化剂,高区域和立体选择性,反应条件温和、环境友好,不对称还,原反应,水解反应,H,生物催化的不对称合成及其应用 生物不对称催化的特点 不对称还,金属催化剂与酶联合不对称催化反应,Reetz,Williams 和 Backvall首次提出了金属络和物与酶的“,one-pot,”催化反应。,图13 手性醇的酰基化反应,CALB-假丝酵母脂酶,金属催化剂与酶联合不对称催化反应Reetz,William,生物催化反应存在的问题,选择性问题,对映体过量值(e.e.)较低,同一种酶既有催化生成,L,-型产物的能力,也有催化生成,D,-型产物的能力,面包酵母中至少有两种酶能同时催化同一种底物,生成不同的对映异构体,解决方法,加入各种酶的抑制剂,改变底物的局部结构,改变反应溶剂,酶催化活性的降低,生物酶在有机溶剂中容易失活,生物催化反应存在的问题 选择性问题,离子液体中的不对称催化反应,卤化盐-AlCl,3,等,BF,4,-,和PF,6,-,类离子,提供了不同于传统分子溶剂的环境,反应转化率、选择性更高。,溶解范围广,无显著蒸汽压,液相温度范围宽,可达300。,不燃,不氧化,具有高的热稳定性。,可循环使用，催化剂可以回收。,易于制备,且原料不太昂贵。,离子液体的特点,阳离子,阴离子,离子液体中的不对称催化反应 卤化盐-AlCl3 等提供了不同,离子液体在不对称催化反应中的应用,氢化反应，氢甲酰化反应，环丙烷化反应以及钯催化的烯丙基烷基化以及环氧化物开环反应。,Song,等人采用手性锰催化剂，在 bmimPF6 和二氯甲烷中对2,2-二甲基苯并吡喃进行环氧化反应。,催化剂,环氧化反应,离子液体在不对称催化反应中的应用Song等人采用手性锰催化剂,离子液体-酶的不对称催化体系,选择性酰化反应,Kim 等人在离子液体中对几种不同的醇,用脂肪酶催化进行转酯反应,产物,e.e.,最高达99.5%。传统的有机溶剂(THF,甲苯)相比,在 bmimBF,4,或 bmim PF,6,中,产物的对映选择性显著提高,最高可达25倍。,醇的选择性酰化反应,离子液体-酶的不对称催化体系 选择性酰化反应Kim 等人在离,II 酮的不对称还原,Howarth等人在离子液体中用面包酵母还原酮。选用疏水的 bmim PF,6,及固定化面包酵母(immobilized bakers yeast IBY),对几种,-羰基酯的酮羰基进行还原，产物的,ee,介于76%99%之间。,图14 离子液体中的不对称氢化反应,II 酮的不对称还原Howarth等人在离子液体中用面包酵母,谢 谢,谢 谢,