有机金属试剂与对称化合物.doc

有机金属试剂与不对称化合物（手性化合物）的反应 手性是自然界的一个重要现象，手性化合物在医药、农药、化学及生物功能等众多方面具有很重要的作用.长期以来，得到高对映纯的化合物被认为是自然界所独有的功能，而由 手性化合物为原料用化学方法合成光学活性化合物始终是化学家难以解决的课题.近二十年 来，不对称合成反应的研究越来越受人们的重视，一系列突飞猛进的发展使它已成为有机化 学的前沿领域之一目前不对称合成的方法有:用化学计量的手性试剂;用手性溶剂;用手 性催化剂或用圆偏振光照射反应体系等，其中，用催化量的手性源来产生大量手性目标产物 的不对称催化反应是最有效，最具有经济实用性的方法. 近年来，有机金属试剂对碳基化合物进行不对称催化烷基化这一研究领域很受重视，因 为生成的光学活性醇在基础合成中有很重要的意义和广泛的应用前景. 见式1 . 1940年Betti和Lueehi首次实现了醛的对映选择烷基化反应[l].但早期研究仅限于 应用有机镁和有机铿试剂的手性调制物，在大多数情况下要获得高的对映选择性，需要化学 计量甚至过量的手性助剂，这种方法最大的困难是大量手性助剂的来源问题. 1983年，Oguni实现了在催化量的钻或把的樟脑配合物存在下，使乙基由二乙基锌向芳 香醛的不对称转移[z1.继这一发现之后，ogimi和Noyori等进行了大量的研究工作，使这一领域的研究有了很大进展.1986年Noyori首次报导了以 一卜3一exo一二甲氨基异冰片醇〔 一 -DAIB」为催化剂的高对映选择性的烷基化反应，得到99%e.e的光学产率川.近几年来，化学工作者们又对该反应进行了许多的尝试和进一步研究，在反应的实用性和多样性上取得了一定的进展 2.对映选择催化烷墓化反应 在不对称催化反应中，手性助剂对有机金属化合物有很大的影响，在某此情况下加入手 性助剂能增强反应活性，同时能控制立体化学结果.图1说明了在催化量的质子手性助剂 Hx护存在下二烷基金属化合物向潜手性拨基底物的对映选择加成.事实上，金属化合物不象 分子式表示的那样简单的单体，它通常以集合体形式或以与其它分子缔合形式存在吸 丫1 . 图1质子助剂Hx半催化的对映选择烷基化反应 F地.IEnantioselectivealkyintinnca切lyzedbyProtieau范liaryHX‘M metallles详X. ehiralheteroatomligand.为了获得高产率和优秀的手性倾向，必须满足两个动力学条件:第一，用手性调制的有机金属化合物l进行烷基化反应的速率应大大超过非手性试剂RZM的反应速率.第二，配体x笋必须很容易从初始生成的金属醇盐2中脱落以便造成催化循环.统有机锉或有机镁化合物还不能确保上述动力学的需求，经过探索和研究证明在各种有机金属化合物中，双有机锌是催化不对称烷基化反应的一个理想的烷基给予体.继1983年Oguni首次应用二烷基锌之后，化学工作者们不断地用二烷基锌进行苯甲醛的不对称催化烷基化反应，发现了一些立体拥挤的氮上双取代的手性氨基醇是一类比较有效的催化剂. 2.1樟脑衍生物 这是一类迄今为止研究得最成熟催化效率最高的催化剂.它们是由天然樟脑衍生而来， 其中最优秀的是1986年Noyori报导的 一卜DAIB，它是立体拥挤的手性压二烷氨基醇 表 1 ，在2mof% 一 一DAIB存在下，苯甲醛和二乙基锌反应得到99%e.e相应的圣醇.用它的 对映体 十 一DAIB，可得到95%e.e的旦一醇圈.许多烷基化试剂和醛都可以用DAIB作为催化剂进行对映选择性反应，Noyori利用在DAIB催化下的反应进行了反应机理及不对称诱导效应的研究，并发现了手性放大现象.DAIB具有高的反应活性和卓越的立体选择性，是一种理想的手性助剂.一些较重要的樟脑衍生物手性试剂列于表1 这类催化剂也有较高的反应活性及选择性，它们是由天然麻黄碱衍生而来.最具代表性 是soai1987年报导的N，N一二丁基降麻黄碱 DBNE ，它是合成高光学纯度脂肪醇的高效 化剂[l0].soai在此基础上又将麻黄碱衍生物键合在高聚物上或固体无机物上[1’·‘幻，形成多催化剂，这种催化剂与均相催化剂相比易分离，且因为不丧失任何对映选择性而可用于再 环.1990年soai用麻黄碱衍生物作为催化剂实现了吠喃锌和醛的反应，得到73%e一的吠 甲醇衍生物，这一有机合成中非常重要的中间产物[]3〕.一些重要的麻黄碱衍生物手性助剂列于表2 这类手性助剂较多，不同实验室分别对不同的杂环化合物进行了研究，虽对大部分杂环 合物未形成统一的认识，但还是发现了一些高反应活性和立体选择性的手性助剂.例如 lm提出的具有C:对称的2，21一毗咤化合物，在催化量的二毗陡化合物存在下可得到96% e的光学活性仲醇〔’司，并对催化剂结构与立