手性MOF与不对称催化.pptVIP

手型MOF在不对称催化合成中的应用;;一、前言;1、物质的手性是什么？

;;从天文学到地球科学，从化学到生物学，几乎处处都有手性显身影。;;2，为什么要对手型物质进行别离？

;;(R)-thalidomide;它的(R)构型异构体是强力镇定剂,而(S)构型异构体却是强烈的致畸剂。

当时这个药物是以消旋体形式,即等量的(R)构型化合物和(S)构型化合物的混合物出售的。对映异构体的不同生理性质,是由于它们分子的立体结构在生物体内引起不同的分子识别造成的。

;从表中认识到手性化合物的对映体构型与药效有非常重要的关系,一般手性药只有其中一个对映体具有生理活性。含手性结构药物的两个对映体,其生物活性往往存在很大差异,可以相差数十倍、百倍甚至完全相反的药理作用或毒性。因此我们就需要对两个对映体进行别离。;3、如何获得对映体纯的化合物？;拆分;1、化学法

化学拆分是利用手性试剂与外消旋体反响，生成两个非对应异构体，再利用其物理性质的差异将其拆分。缺点是操作过程复杂且需要消耗大量手性试剂。;2、酶法

因为酶的活性中心是一个不对称的环境，有利于识别消旋体，在一定条件下，酶只能催化消旋体中的一个对应体发生反响而成为不同的化合物，从而使两个对应体分开。缺点是该反响一般存在于生命体内对反响条件要求严格，且酶的种类有限，难以推广。;因此通过拆分消旋混合物法，可以获得对映体纯的化合物，但同时也产生了一半我们不希望的、没有价值的、无效的产物，这样就浪费了大量的人力物力资源，除非有方法将它再循环，并且手性拆分操作过程也非常复杂，显然这并不是一个很好的方法。;(2)分子间手性转化〔主要通过不对称催化反响〕;;1.既防止了用一般合成法得到的外消旋体的繁琐拆分,

2.不象化学计量不对称合成那样需要大量手性试剂。;通过手性催化剂的催化作用直接催化反响物合成单一的对映体纯的化合物，这是目前最好的方法，问题是如何得到好的手性催化剂。

近年来随着手性MOF材料的出现，使这一问题得到很好地解决，通过手性配体或将手性催化集团引入MOF手性多孔结构中合成手性催化剂，可以将大量前手性底物选择性地转化成特定构型的产物，实现手性放大和手性增殖，这不仅提高了不对称催化中纯对映体产率而且提高了产物的ee值。;二、手性MOF在不对称催化中的应用;〔一〕、MOF不对称催化的开展历程;由上图可见MOF在不对称催化中应用还处于开展初期，直到2000年第一列MOF在不对称催化中的应用才被报道，它是由韩国首尔大学KIM团队所发现。;〔二〕、MOF不对称催化的一般要求;〔三〕、MOF不对称催化反响的分类;分类;1、以金属离子作为催化中心的MOF不对称催化反响;几种常见的手性配体;BINOL可与各种亲氧金属离子形成的配合物，BINOL-Ti;BINOL-Zr;BINOL-B;BINOL-Al;BINOL-Zn;BINOL-Ln;手性Lewis酸催化剂；;2膦配体;几种常见的手性膦配体;3氮膦配体;氮膦配体在不对称烯丙基化、氨化、Michael加成、硼氢化、氢转移、Heck反响、偶联反响、氢化反响、1,3-偶极环加成反响中得到广泛的应用;4、氮配体;常见氮配体;该法通常要求参与构成MOF骨架的金属离子具有较高的配位数，如镧系元素等，

;例如：Lin等利用;图中每个金属离子与配体膦集团上的四个氧原子配位

P集团--蓝色

Gd离子-橙色;研究发现合成的该骨架具有最大到达大小为12A的手性孔道，并且空穴体积到达30%，骨架能够在去除与金属离子配位的溶剂分子后仍保持结构的完整性，在路易斯酸催化方面具有很好的应用前景。;此外Tanaka等也采用同样的方法合成Cu-BINOL为根底的手性骨架：;双铜离子组成的桨状金属节点与配体结合形成图〔a〕二维方格网状结构，

二维层状结构以A-B-A顺序堆叠，就形成图〔b〕三维结构。;该手性骨架中Cu对不对称开环氧化反响具有较好的催化作用：;B、金属离子与手性配体和非手性配体合成手性MOF催化剂的催化反响;该法合成历程一般如下：;2006年Kim等就采用该方法合成了节点金属离子具有催化活性的纯手性

MOF,方法如下：;如图：;该催化剂被广泛用于催化下面反响形成亚砜;;2010年Duan等利用Ce〔NO3〕3与非手性配体;〔2〕特殊金属单元作为催化中心的MOF不对称催化反响〔MPD、MPP〕;例如Lin等就用这种方法合成下面具有不对称催化活性的手性催化剂：;B、特殊金属催化单元通过后合成修饰引入MOF骨架结构中的不对称催化反响〔MPP〕;LIN团队就利用该方法成功合成了手性多孔