C<,2>-對(duì)稱性手性配體的合成策略與不對(duì)稱催化應(yīng)用新進(jìn)展一、引言1.1研究背景與意義手性，作為自然界的基本屬性之一，廣泛存在于生物分子、藥物及材料等領(lǐng)域。手性化合物在生命活動(dòng)中扮演著至關(guān)重要的角色，例如，生物體內(nèi)的蛋白質(zhì)、核酸、多糖等生物大分子均具有手性結(jié)構(gòu)，它們的手性特征決定了其生物學(xué)功能和活性。在藥物領(lǐng)域，許多藥物分子的手性異構(gòu)體具有截然不同的藥理活性、藥代動(dòng)力學(xué)性質(zhì)和毒副作用。如著名的沙利度胺事件，其R-異構(gòu)體具有鎮(zhèn)靜作用，而S-異構(gòu)體卻會(huì)導(dǎo)致嚴(yán)重的胎兒畸形。因此，獲得單一手性構(gòu)型的化合物對(duì)于藥物研發(fā)、材料科學(xué)及有機(jī)合成等領(lǐng)域具有重要意義。不對(duì)稱催化反應(yīng)作為制備手性化合物的高效方法，能夠在溫和條件下，以高對(duì)映選擇性和原子經(jīng)濟(jì)性將簡單的原料轉(zhuǎn)化為具有特定手性結(jié)構(gòu)的產(chǎn)物。在不對(duì)稱催化體系中，手性配體是核心要素，它通過與金屬離子或有機(jī)分子形成手性配合物，為反應(yīng)提供手性環(huán)境，從而實(shí)現(xiàn)對(duì)反應(yīng)對(duì)映選擇性的精準(zhǔn)調(diào)控。手性配體的結(jié)構(gòu)和性質(zhì)對(duì)不對(duì)稱催化反應(yīng)的活性、選擇性和底物普適性起著決定性作用。例如，在不對(duì)稱氫化反應(yīng)中，通過合理設(shè)計(jì)手性配體，可以實(shí)現(xiàn)對(duì)烯烴、酮、酯等多種底物的高效對(duì)映選擇性氫化，制備出高光學(xué)純度的手性醇、胺等化合物，這些手性化合物是合成許多藥物和精細(xì)化學(xué)品的關(guān)鍵中間體。在眾多手性配體中，C<,2>-對(duì)稱性手性配體因其獨(dú)特的結(jié)構(gòu)和優(yōu)異的性能而備受關(guān)注。C<,2>-對(duì)稱性手性配體具有兩個(gè)相同且對(duì)稱分布的手性中心，這種結(jié)構(gòu)賦予了配體較高的剛性和穩(wěn)定性，使其在不對(duì)稱催化反應(yīng)中能夠有效地傳遞手性信息，提高反應(yīng)的對(duì)映選擇性。同時(shí)，C<,2>-對(duì)稱性手性配體的合成相對(duì)較為簡便，可通過多種方法進(jìn)行修飾和改造，從而滿足不同反應(yīng)體系的需求。例如，在過渡金屬催化的不對(duì)稱反應(yīng)中，C<,2>-對(duì)稱性手性雙膦配體、雙氮氧配體、雙亞砜配體等已被廣泛應(yīng)用，并取得了一系列優(yōu)異的成果。這些配體不僅能夠?qū)崿F(xiàn)多種類型的不對(duì)稱反應(yīng)，如氫化、氧化、環(huán)化、共軛加成等，還能夠在溫和條件下以高活性和高選擇性得到目標(biāo)手性產(chǎn)物。研究C<,2>-對(duì)稱性手性配體的合成及在不對(duì)稱催化反應(yīng)中的應(yīng)用具有重要的理論意義和實(shí)際應(yīng)用價(jià)值。從理論層面來看，深入探究C<,2>-對(duì)稱性手性配體與金屬離子或底物之間的相互作用機(jī)制，有助于揭示不對(duì)稱催化反應(yīng)的本質(zhì)，為新型手性配體的設(shè)計(jì)和開發(fā)提供理論指導(dǎo)。從實(shí)際應(yīng)用角度出發(fā)，開發(fā)高效、高選擇性的C<,2>-對(duì)稱性手性配體及其催化體系，能夠?yàn)樗幬锖铣?、材料制備、精?xì)化學(xué)品生產(chǎn)等領(lǐng)域提供關(guān)鍵技術(shù)支持，推動(dòng)相關(guān)產(chǎn)業(yè)的綠色、可持續(xù)發(fā)展。例如，在藥物合成中，利用C<,2>-對(duì)稱性手性配體催化的不對(duì)稱反應(yīng)可以高效制備具有單一手性構(gòu)型的藥物分子，提高藥物的療效和安全性，減少毒副作用。在材料科學(xué)中，手性材料因其獨(dú)特的光學(xué)、電學(xué)和磁學(xué)性質(zhì)而展現(xiàn)出廣闊的應(yīng)用前景，C<,2>-對(duì)稱性手性配體在制備手性材料方面也具有重要的應(yīng)用潛力。綜上所述，本研究聚焦于C<,2>-對(duì)稱性手性配體的合成及在不對(duì)稱催化反應(yīng)中的應(yīng)用，旨在設(shè)計(jì)、合成新型的C<,2>-對(duì)稱性手性配體，深入研究其在不對(duì)稱催化反應(yīng)中的性能和作用機(jī)制，為不對(duì)稱催化領(lǐng)域的發(fā)展提供新的思路和方法，同時(shí)也為相關(guān)產(chǎn)業(yè)的發(fā)展做出貢獻(xiàn)。1.2研究目的與創(chuàng)新點(diǎn)本研究旨在設(shè)計(jì)并合成一系列新型的C<,2>-對(duì)稱性手性配體，深入探究其在多種不對(duì)稱催化反應(yīng)中的應(yīng)用性能，揭示配體結(jié)構(gòu)與催化性能之間的內(nèi)在聯(lián)系，為不對(duì)稱催化領(lǐng)域提供新型高效的手性配體及催化體系。在配體設(shè)計(jì)方面，創(chuàng)新性地引入新型的結(jié)構(gòu)單元，打破傳統(tǒng)C<,2>-對(duì)稱性手性配體的結(jié)構(gòu)模式。例如，將具有獨(dú)特電子效應(yīng)和空間位阻的雜環(huán)結(jié)構(gòu)或大位阻芳基引入到手性配體骨架中，期望通過改變配體的電子云分布和空間環(huán)境，增強(qiáng)其與金屬離子及底物之間的相互作用，從而提高催化反應(yīng)的活性和對(duì)映選擇性。在合成方法上，采用綠色、高效的合成策略，結(jié)合新型的合成技術(shù)，如微波輔助合成、流動(dòng)化學(xué)合成等，實(shí)現(xiàn)手性配體的快速、規(guī)模化制備。這些技術(shù)具有反應(yīng)速率快、能耗低、副反應(yīng)少等優(yōu)點(diǎn)，不僅能夠提高手性配體的合成效率和產(chǎn)率，還能減少對(duì)環(huán)境的影響，符合可持續(xù)化學(xué)發(fā)展的要求。在應(yīng)用研究中，拓展C<,2>-對(duì)稱性手性配體在新型不對(duì)稱催化反應(yīng)中的應(yīng)用，探索其在一些傳統(tǒng)手性配體難以實(shí)現(xiàn)的反應(yīng)體系中的催化性能。例如，嘗試將所合成的手性配體應(yīng)用于光催化不對(duì)稱反應(yīng)、電催化不對(duì)稱反應(yīng)以及串聯(lián)不對(duì)稱反應(yīng)等新興領(lǐng)域，為這些領(lǐng)域的發(fā)展提供新的手性催化體系和方法。同時(shí)，通過系統(tǒng)研究手性配體在不同反應(yīng)條件下的催化性能，深入解析其作用機(jī)制，為手性配體的進(jìn)一步優(yōu)化和設(shè)計(jì)提供理論依據(jù)。1.3國內(nèi)外研究現(xiàn)狀在過去幾十年中，C<,2>-對(duì)稱性手性配體的合成與應(yīng)用研究取得了長足的進(jìn)展，已成為不對(duì)稱催化領(lǐng)域的研究熱點(diǎn)之一。國內(nèi)外眾多科研團(tuán)隊(duì)在此領(lǐng)域展開了深入探索，取得了豐碩的成果。在合成方面，各種新穎的合成策略不斷涌現(xiàn)。手性池法利用天然手性源，如糖類、氨基酸、萜類化合物等，通過一系列化學(xué)反應(yīng)轉(zhuǎn)化為C<,2>-對(duì)稱性手性配體。這種方法的優(yōu)勢在于原料來源廣泛、價(jià)格相對(duì)低廉，且手性中心易于控制。例如，以天然氨基酸為起始原料，通過與合適的試劑反應(yīng)，可以構(gòu)建含有C<,2>-對(duì)稱軸的手性雙酰胺配體。然而，手性池法也存在一定的局限性，其合成路線往往較為冗長，需要經(jīng)過多步反應(yīng)，導(dǎo)致總產(chǎn)率較低，同時(shí)對(duì)天然手性源的依賴也限制了配體結(jié)構(gòu)的多樣性。不對(duì)稱合成法通過使用手性催化劑或手性助劑，實(shí)現(xiàn)非手性原料向C<,2>-對(duì)稱性手性配體的直接轉(zhuǎn)化。這種方法具有原子經(jīng)濟(jì)性高、步驟簡潔等優(yōu)點(diǎn)，能夠高效地構(gòu)建手性中心。如采用手性過渡金屬配合物催化的不對(duì)稱環(huán)化反應(yīng)，可以一步合成具有C<,2>-對(duì)稱性的手性雜環(huán)配體。但該方法對(duì)手性催化劑的設(shè)計(jì)和制備要求較高，催化劑的成本通常也較為昂貴，限制了其大規(guī)模應(yīng)用。手性模板法借助手性模板分子的導(dǎo)向作用，引導(dǎo)非手性分子組裝成具有C<,2>-對(duì)稱性的手性配體。這種方法可以精確控制配體的結(jié)構(gòu)和手性，合成出具有特定空間構(gòu)型的手性配體。例如，利用手性冠醚作為模板，通過分子間相互作用引導(dǎo)非手性的膦配體前體形成C<,2>-對(duì)稱性手性雙膦配體。不過，手性模板法的模板分子通常難以制備，且反應(yīng)條件較為苛刻，不利于工業(yè)化生產(chǎn)。在應(yīng)用研究方面，C<,2>-對(duì)稱性手性配體在各類不對(duì)稱催化反應(yīng)中展現(xiàn)出優(yōu)異的性能。在不對(duì)稱氫化反應(yīng)中，C<,2>-對(duì)稱性手性雙膦配體與過渡金屬形成的配合物已成為高效的催化劑體系。例如，著名的BINAP（2,2'-雙（二苯膦基）-1,1'-聯(lián)萘）配體，在許多烯烴、酮和亞胺的不對(duì)稱氫化反應(yīng)中表現(xiàn)出極高的對(duì)映選擇性，能夠以高光學(xué)純度得到相應(yīng)的手性醇、胺等產(chǎn)物，被廣泛應(yīng)用于藥物合成領(lǐng)域，如合成治療心血管疾病的藥物中間體。在不對(duì)稱氧化反應(yīng)中，C<,2>-對(duì)稱性手性氮氧配體與金屬離子形成的配合物能夠?qū)崿F(xiàn)對(duì)底物的高選擇性氧化。例如，以手性雙氮氧-金屬配合物為催化劑，可以實(shí)現(xiàn)烯烴的不對(duì)稱環(huán)氧化反應(yīng)，得到具有高光學(xué)活性的環(huán)氧化合物，這些環(huán)氧化合物是合成許多精細(xì)化學(xué)品和天然產(chǎn)物的重要中間體。在不對(duì)稱環(huán)化反應(yīng)中，C<,2>-對(duì)稱性手性配體能夠有效地促進(jìn)分子內(nèi)的環(huán)化反應(yīng)，生成具有光學(xué)活性的環(huán)狀化合物。如手性雙膦配體催化的1,6-烯炔的分子內(nèi)環(huán)化反應(yīng)，可以高對(duì)映選擇性地得到手性的環(huán)戊烯衍生物，為構(gòu)建復(fù)雜的手性環(huán)狀結(jié)構(gòu)提供了有效的方法。盡管國內(nèi)外在C<,2>-對(duì)稱性手性配體的合成及應(yīng)用方面取得了顯著的成果，但仍存在一些亟待解決的問題。部分合成方法存在步驟繁瑣、產(chǎn)率低、成本高以及對(duì)環(huán)境不友好等缺點(diǎn)，限制了手性配體的大規(guī)模制備和應(yīng)用。一些手性配體的催化活性和對(duì)映選擇性仍有待提高，尤其是在面對(duì)復(fù)雜底物或新型反應(yīng)體系時(shí)，難以滿足實(shí)際需求。此外，手性配體與金屬離子或底物之間的相互作用機(jī)制尚未完全明確，缺乏深入系統(tǒng)的理論研究，這在一定程度上阻礙了新型手性配體的設(shè)計(jì)和開發(fā)。綜上所述，當(dāng)前C<,2>-對(duì)稱性手性配體的研究既有豐富的成果，也面臨著諸多挑戰(zhàn)。深入研究C<,2>-對(duì)稱性手性配體的合成方法，探索其在新型不對(duì)稱催化反應(yīng)中的應(yīng)用，揭示其作用機(jī)制，對(duì)于推動(dòng)不對(duì)稱催化領(lǐng)域的發(fā)展具有重要意義。二、C<,2>-對(duì)稱性手性配體概述2.1基本概念與結(jié)構(gòu)特征C<,2>-對(duì)稱性手性配體，是指分子結(jié)構(gòu)中存在一個(gè)C<,2>對(duì)稱軸的手性配體。當(dāng)分子繞該軸旋轉(zhuǎn)180°后，能夠與自身完全重合，這種特殊的對(duì)稱性賦予了配體獨(dú)特的結(jié)構(gòu)和性質(zhì)。從結(jié)構(gòu)上看，C<,2>-對(duì)稱性手性配體通常具有兩個(gè)相同且對(duì)稱分布的手性中心。這些手性中心可以是碳原子、磷原子、氮原子等，它們通過不同的連接方式構(gòu)建起配體的骨架結(jié)構(gòu)。以常見的C<,2>-對(duì)稱性手性雙膦配體為例，兩個(gè)膦原子作為手性中心，分別連接不同的取代基，通過一個(gè)剛性的橋連基團(tuán)將兩個(gè)膦手性中心連接起來，形成具有C<,2>對(duì)稱軸的結(jié)構(gòu)。這種結(jié)構(gòu)使得配體在空間上呈現(xiàn)出特定的構(gòu)型，為不對(duì)稱催化反應(yīng)提供了獨(dú)特的手性環(huán)境。C<,2>-對(duì)稱性手性配體的獨(dú)特結(jié)構(gòu)對(duì)不對(duì)稱催化反應(yīng)具有至關(guān)重要的作用。一方面，其高度對(duì)稱的結(jié)構(gòu)賦予了配體較高的剛性。這種剛性結(jié)構(gòu)能夠有效地限制配體的構(gòu)象變化，使其在與金屬離子或底物結(jié)合時(shí)，能夠保持相對(duì)穩(wěn)定的空間構(gòu)型。例如，在過渡金屬催化的不對(duì)稱氫化反應(yīng)中，C<,2>-對(duì)稱性手性雙膦配體與金屬形成的配合物，由于配體的剛性結(jié)構(gòu)，能夠精確地控制金屬中心周圍的空間環(huán)境，使得底物只能從特定的方向接近金屬中心，從而提高反應(yīng)的對(duì)映選擇性。另一方面，C<,2>-對(duì)稱性手性配體的兩個(gè)對(duì)稱分布的手性中心能夠協(xié)同作用，有效地傳遞手性信息。在不對(duì)稱催化反應(yīng)中，配體與底物之間的相互作用是實(shí)現(xiàn)手性誘導(dǎo)的關(guān)鍵。C<,2>-對(duì)稱性手性配體的雙齒配位模式，使得兩個(gè)手性中心能夠同時(shí)與底物相互作用，通過立體電子效應(yīng)和空間位阻效應(yīng)，引導(dǎo)底物發(fā)生特定的反應(yīng)路徑，從而生成具有特定構(gòu)型的手性產(chǎn)物。例如，在金屬催化的不對(duì)稱環(huán)化反應(yīng)中，C<,2>-對(duì)稱性手性配體的兩個(gè)手性中心可以分別與底物的不同部位結(jié)合，通過協(xié)同作用促進(jìn)分子內(nèi)環(huán)化反應(yīng)的發(fā)生，高選擇性地生成手性環(huán)狀化合物。此外，C<,2>-對(duì)稱性手性配體的結(jié)構(gòu)可修飾性強(qiáng)。通過在配體骨架上引入不同的取代基，可以調(diào)節(jié)配體的電子性質(zhì)、空間位阻和手性環(huán)境，從而滿足不同不對(duì)稱催化反應(yīng)的需求。例如，在配體的芳環(huán)上引入供電子基團(tuán)或吸電子基團(tuán)，可以改變配體與金屬離子之間的電子云分布，影響金屬中心的電子密度和催化活性；引入大位阻的取代基，則可以增加配體的空間位阻，進(jìn)一步提高反應(yīng)的對(duì)映選擇性。2.2分類與常見類型2.2.1二茂鐵類手性配體二茂鐵類手性配體是以二茂鐵為骨架，通過在其環(huán)上引入手性中心或手性基團(tuán)而構(gòu)建的一類重要手性配體。其結(jié)構(gòu)中，二茂鐵由兩個(gè)環(huán)戊二烯基負(fù)離子與一個(gè)亞鐵離子通過π-電子配位形成夾心結(jié)構(gòu)，這種獨(dú)特的結(jié)構(gòu)賦予了配體良好的穩(wěn)定性和電子效應(yīng)。手性中心可以通過多種方式引入，例如在環(huán)戊二烯基上進(jìn)行取代反應(yīng)，引入具有手性的烷基、芳基、氨基等基團(tuán)。常見的二茂鐵類手性配體包括C<,2>-對(duì)稱的二茂鐵雙膦配體、二茂鐵雙氮配體等。其中，二茂鐵雙膦配體的兩個(gè)膦原子分別連接在二茂鐵的不同環(huán)戊二烯基上，形成具有C<,2>對(duì)稱軸的結(jié)構(gòu)，如著名的Josiphos配體，它在許多不對(duì)稱催化反應(yīng)中表現(xiàn)出優(yōu)異的性能。二茂鐵類手性配體的合成方法多種多樣。手性池法是常用的方法之一，以天然手性源如氨基酸、糖類等為起始原料。例如，以L-氨基酸為原料，先將其與適當(dāng)?shù)脑噭┓磻?yīng)轉(zhuǎn)化為具有反應(yīng)活性的中間體，然后與二茂鐵衍生物進(jìn)行反應(yīng)，將手性基團(tuán)引入到二茂鐵骨架上。通過L-丙氨酸與二茂鐵甲醛反應(yīng)，再經(jīng)過一系列的修飾步驟，可以合成具有手性中心的二茂鐵胺類配體。這種方法的優(yōu)點(diǎn)是手性源豐富、價(jià)格相對(duì)較低，且手性中心易于控制，但合成路線往往較為復(fù)雜，需要多步反應(yīng)，總產(chǎn)率可能受到影響。不對(duì)稱合成法也是合成二茂鐵類手性配體的重要策略。利用手性催化劑或手性助劑，實(shí)現(xiàn)非手性的二茂鐵衍生物向手性配體的轉(zhuǎn)化。例如，在手性過渡金屬配合物的催化下，通過二茂鐵衍生物的不對(duì)稱環(huán)化反應(yīng)，可以直接構(gòu)建具有C<,2>-對(duì)稱性的手性二茂鐵配體。這種方法具有原子經(jīng)濟(jì)性高、步驟簡潔等優(yōu)點(diǎn)，能夠高效地引入手性中心，但對(duì)催化劑的設(shè)計(jì)和制備要求較高，催化劑成本通常也較高。在不對(duì)稱催化反應(yīng)中，二茂鐵類手性配體展現(xiàn)出獨(dú)特的優(yōu)勢。其富電子的二茂鐵骨架能夠與金屬離子形成穩(wěn)定的配合物，增強(qiáng)金屬催化劑的活性和選擇性。同時(shí)，手性中心的存在為反應(yīng)提供了手性環(huán)境，有效地誘導(dǎo)底物發(fā)生不對(duì)稱反應(yīng)。在過渡金屬催化的不對(duì)稱氫化反應(yīng)中，二茂鐵雙膦配體與金屬形成的配合物能夠高效地催化烯烴、酮等底物的氫化反應(yīng)，以高對(duì)映選擇性得到手性醇、胺等產(chǎn)物。在鈀催化的不對(duì)稱烯丙基取代反應(yīng)中，二茂鐵類手性配體能夠精準(zhǔn)地控制反應(yīng)的立體化學(xué)，實(shí)現(xiàn)高選擇性的烯丙基化反應(yīng)。然而，二茂鐵類手性配體也存在一些局限性。部分配體的合成過程較為繁瑣，需要使用昂貴的試劑和復(fù)雜的反應(yīng)條件，限制了其大規(guī)模制備和應(yīng)用。一些配體在某些反應(yīng)體系中的穩(wěn)定性較差，容易發(fā)生分解或失活，影響催化效果。此外，二茂鐵類手性配體的結(jié)構(gòu)修飾相對(duì)較為困難，雖然可以通過引入不同的取代基來調(diào)節(jié)其性能，但修飾的位點(diǎn)和方式相對(duì)有限，在一定程度上限制了其在不同反應(yīng)中的應(yīng)用范圍。2.2.2聯(lián)苯類手性雙膦配體聯(lián)苯類手性雙膦配體以聯(lián)苯為基本骨架，兩個(gè)膦原子分別連接在聯(lián)苯的不同位置，形成具有C<,2>對(duì)稱軸的結(jié)構(gòu)。其結(jié)構(gòu)特點(diǎn)在于聯(lián)苯的剛性平面結(jié)構(gòu)，這種結(jié)構(gòu)賦予了配體較高的穩(wěn)定性和剛性，使得配體在與金屬離子配位時(shí)能夠保持相對(duì)固定的空間構(gòu)型。同時(shí)，膦原子上連接的不同取代基可以通過改變其電子性質(zhì)和空間位阻，對(duì)配體的性能進(jìn)行調(diào)控。常見的聯(lián)苯類手性雙膦配體如BINAP（2,2'-雙（二苯膦基）-1,1'-聯(lián)萘），其聯(lián)苯骨架上的萘環(huán)提供了較大的空間位阻，使得配體在不對(duì)稱催化反應(yīng)中能夠有效地控制底物的反應(yīng)方向，從而獲得高對(duì)映選擇性的產(chǎn)物。聯(lián)苯類手性雙膦配體的合成方法主要有以下幾種。從間溴苯甲醚等易得的原料出發(fā)，經(jīng)過多步反應(yīng)構(gòu)建聯(lián)苯骨架，并引入膦基。利用格氏試劑與鹵代芳烴的反應(yīng)，先合成聯(lián)苯衍生物，然后通過與膦試劑的反應(yīng)，將膦基引入到聯(lián)苯的特定位置。通過改進(jìn)后的方法，以間溴苯甲醚為起始原料，經(jīng)過八步反應(yīng)合成了手性雙膦配體（R）-和（S）-6,6'-二甲氧基-2,2'-二（二芳基膦基）-1,1'-聯(lián)苯。這種方法通過優(yōu)化反應(yīng)條件和試劑選擇，簡化了合成步驟，提高了收率。拆分法也是合成聯(lián)苯類手性雙膦配體的常用策略。先合成外消旋的聯(lián)苯雙膦配體，然后利用手性拆分劑將其拆分為光學(xué)純的對(duì)映異構(gòu)體。通過與手性酸或手性堿形成非對(duì)映異構(gòu)體鹽，利用其在溶解度等性質(zhì)上的差異，通過重結(jié)晶等方法實(shí)現(xiàn)拆分。這種方法的優(yōu)點(diǎn)是可以利用較為簡單的合成路線先制備外消旋體，然后通過拆分獲得光學(xué)純的配體，但缺點(diǎn)是拆分過程較為繁瑣，產(chǎn)率通常較低。在不對(duì)稱催化反應(yīng)中，聯(lián)苯類手性雙膦配體表現(xiàn)出優(yōu)異的性能。在過渡金屬催化的不對(duì)稱加氫反應(yīng)中，這類配體與金屬形成的配合物能夠高效地催化各種不飽和底物的加氫反應(yīng)，以高對(duì)映選擇性得到手性產(chǎn)物。以BINAP為配體的釕配合物在苯乙酮的不對(duì)稱加氫反應(yīng)中，能夠取得近定量的轉(zhuǎn)化率和良好的對(duì)映選擇性。在不對(duì)稱環(huán)化反應(yīng)中，聯(lián)苯類手性雙膦配體也能夠有效地促進(jìn)分子內(nèi)環(huán)化反應(yīng)的發(fā)生，生成具有光學(xué)活性的環(huán)狀化合物。2.2.3雙氮氧配體雙氮氧配體是一類具有C<,2>對(duì)稱性的手性氧化胺類化合物。其結(jié)構(gòu)中含有兩個(gè)氮氧基團(tuán)，氮原子通過不同的連接方式與其他基團(tuán)相連，形成具有對(duì)稱結(jié)構(gòu)的配體。氮氧基團(tuán)中的氮-氧偶極具有較強(qiáng)的極性，使其能夠與金屬離子形成穩(wěn)定的配位鍵，同時(shí)為不對(duì)稱催化反應(yīng)提供手性環(huán)境。常見的雙氮氧配體包括含有吡啶或喹啉結(jié)構(gòu)的剛性手性氮氧化物，以及叔胺類氮氧化合物。其中，叔胺類氮氧化合物的氮原子為sp3雜化，通過2個(gè)胺氧和2個(gè)酰胺氧與金屬配位，形成新的手性雙氮氧酰胺-金屬配合物催化劑。雙氮氧配體的合成方法較為多樣。利用簡單的原料如氨基酸、吡啶衍生物等，通過縮合、氧化等反應(yīng)步驟構(gòu)建配體結(jié)構(gòu)。以氨基酸為起始原料，先與適當(dāng)?shù)脑噭┓磻?yīng)形成酰胺中間體，然后通過氮氧化反應(yīng)引入氮氧基團(tuán)。通過脯氨酰胺與苯酚-2,5-二甲醛先發(fā)生縮合反應(yīng)，生成中間體，再在氧化劑間氯過氧苯甲酸的作用下發(fā)生氮氧化反應(yīng)，生成手性苯酚雙氮氧配體。這種方法原料價(jià)廉易得，合成步驟相對(duì)簡單，且可修飾性和可調(diào)控性強(qiáng)。在不對(duì)稱催化領(lǐng)域，雙氮氧配體展現(xiàn)出重要的應(yīng)用價(jià)值。其可以作為手性配體與金屬離子形成配合物，催化多種不對(duì)稱反應(yīng)。四川大學(xué)馮小明院士課題組設(shè)計(jì)、合成的具有柔性構(gòu)象的手性雙氮氧-酰胺化合物，被公認(rèn)為一類優(yōu)勢手性配體和催化劑，能夠高效高選擇性地實(shí)現(xiàn)50多類重要的不對(duì)稱反應(yīng)。這些反應(yīng)包括不對(duì)稱加成、環(huán)化、重排、串聯(lián)等，涉及到多種底物和反應(yīng)類型。在不對(duì)稱環(huán)化反應(yīng)中，雙氮氧配體與金屬配合物能夠有效地促進(jìn)1,3-偶極型葉立德的環(huán)化反應(yīng)，以高對(duì)映選擇性得到多種手性雜環(huán)類化合物。雙氮氧配體還具有良好的發(fā)展?jié)摿?。由于其結(jié)構(gòu)的可修飾性強(qiáng)，可以通過改變配體的結(jié)構(gòu)單元、取代基等，進(jìn)一步優(yōu)化其性能，以適應(yīng)更多類型的不對(duì)稱催化反應(yīng)。同時(shí)，雙氮氧配體與其他催化體系如過渡金屬催化、光催化等的協(xié)同作用研究也在不斷深入，有望開發(fā)出更多新穎、高效的不對(duì)稱催化反應(yīng)體系。三、C<,2>-對(duì)稱性手性配體的合成方法3.1合成策略與原理合成C<,2>-對(duì)稱性手性配體的策略豐富多樣，每種策略都基于特定的反應(yīng)原理，且關(guān)鍵步驟各有特點(diǎn)。手性池法是利用天然手性源，如糖類、氨基酸、萜類化合物等，通過一系列化學(xué)反應(yīng)轉(zhuǎn)化為目標(biāo)手性配體。這種方法的原理在于天然手性源本身具有手性中心，通過合適的反應(yīng)對(duì)其進(jìn)行修飾和轉(zhuǎn)化，從而構(gòu)建出具有C<,2>對(duì)稱性的手性配體結(jié)構(gòu)。以糖類為手性源合成C<,2>-對(duì)稱性手性配體時(shí)，首先利用糖類分子中多個(gè)羥基的反應(yīng)活性，通過酯化、醚化等反應(yīng)引入特定的官能團(tuán)，形成具有反應(yīng)活性的中間體。然后，通過分子內(nèi)的成環(huán)反應(yīng)或與其他分子的縮合反應(yīng)，構(gòu)建出含有C<,2>對(duì)稱軸的配體骨架。關(guān)鍵步驟在于對(duì)天然手性源的手性中心進(jìn)行精準(zhǔn)的保護(hù)和利用，以及反應(yīng)條件的嚴(yán)格控制，以確保在引入新官能團(tuán)和構(gòu)建配體骨架的過程中，手性中心的構(gòu)型不發(fā)生改變。不對(duì)稱合成法借助手性催化劑或手性助劑，實(shí)現(xiàn)非手性原料向C<,2>-對(duì)稱性手性配體的直接轉(zhuǎn)化。其反應(yīng)原理是利用手性催化劑或手性助劑與非手性原料之間的相互作用，在手性環(huán)境下發(fā)生化學(xué)反應(yīng)，從而誘導(dǎo)生成具有特定構(gòu)型的手性產(chǎn)物。在手性過渡金屬配合物催化的不對(duì)稱環(huán)化反應(yīng)中，手性過渡金屬配合物中的手性配體與金屬離子形成特定的空間構(gòu)型，非手性原料在與該配合物相互作用時(shí)，受到手性環(huán)境的影響，選擇性地發(fā)生環(huán)化反應(yīng)，生成具有C<,2>對(duì)稱性的手性雜環(huán)配體。關(guān)鍵步驟在于手性催化劑或助劑的設(shè)計(jì)與制備，以及對(duì)反應(yīng)條件的優(yōu)化，以提高手性誘導(dǎo)效率和產(chǎn)物的對(duì)映選擇性。手性模板法依靠手性模板分子的導(dǎo)向作用，引導(dǎo)非手性分子組裝成具有C<,2>-對(duì)稱性的手性配體。其原理是手性模板分子通過分子間的相互作用，如氫鍵、π-π堆積、靜電作用等，與非手性分子形成特定的組裝體。在合適的反應(yīng)條件下，非手性分子在模板分子的引導(dǎo)下發(fā)生化學(xué)反應(yīng)，形成具有C<,2>對(duì)稱性的手性配體。利用手性冠醚作為模板合成C<,2>-對(duì)稱性手性雙膦配體時(shí)，手性冠醚分子通過與非手性的膦配體前體形成分子間的相互作用，引導(dǎo)膦配體前體在特定的空間位置發(fā)生反應(yīng)，從而形成具有C<,2>對(duì)稱軸的手性雙膦配體。關(guān)鍵步驟在于手性模板分子的選擇和設(shè)計(jì)，以及對(duì)分子間相互作用的調(diào)控，以確保非手性分子能夠按照預(yù)期的方式組裝和反應(yīng)。3.2合成實(shí)例分析3.2.1新型C<,2>對(duì)稱手性雙酰胺配體的合成新型C<,2>對(duì)稱手性雙酰胺配體的合成采用了一種巧妙的策略，以D-芳基甘氨酸和特定的對(duì)稱芳基官能團(tuán)、手性羧酸結(jié)構(gòu)單元為原料，通過親核取代反應(yīng)來構(gòu)建目標(biāo)配體。其合成步驟精細(xì)且關(guān)鍵。首先是合成D-芳基甘氨酸乙酯。將D-芳基甘氨酸加入DCC/HOBt體系中，DCC（二環(huán)己基碳二亞胺）作為脫水劑，HOBt（1-羥基苯并三唑）作為活化劑，二者協(xié)同作用，促進(jìn)D-芳基甘氨酸的羧基活化，與體系中的醇發(fā)生酯化反應(yīng)，生成D-芳基甘氨酸酯。隨后，通過常規(guī)的酯化反應(yīng)條件優(yōu)化，如選擇合適的醇、控制反應(yīng)溫度和時(shí)間等，將D-芳基甘氨酸酯進(jìn)一步轉(zhuǎn)化為D-芳基甘氨酸乙酯。這一步反應(yīng)的條件控制極為重要，反應(yīng)溫度通?？刂圃谶m宜的范圍，以確保酯化反應(yīng)能夠高效進(jìn)行，同時(shí)避免副反應(yīng)的發(fā)生。例如，反應(yīng)溫度一般控制在[X]℃左右，反應(yīng)時(shí)間為[X]小時(shí)，在這樣的條件下，能夠以較高的產(chǎn)率得到D-芳基甘氨酸乙酯。接著進(jìn)行D-芳基甘氨酸的合成。將D-芳基甘氨酸乙酯進(jìn)行脫保護(hù)反應(yīng)，常用的脫保護(hù)試劑和條件需要根據(jù)所使用的保護(hù)基團(tuán)來選擇。若采用的是常見的酯基保護(hù)基團(tuán)，可在堿性條件下進(jìn)行水解反應(yīng)，如使用氫氧化鈉的水溶液作為反應(yīng)試劑。反應(yīng)時(shí)，將D-芳基甘氨酸乙酯加入到氫氧化鈉水溶液中，在適當(dāng)?shù)臏囟认聰嚢璺磻?yīng)。反應(yīng)溫度一般控制在[X]℃，反應(yīng)時(shí)間為[X]小時(shí)，通過這樣的反應(yīng)條件，能夠使酯基水解，脫去保護(hù)基團(tuán)，生成D-芳基甘氨酸。在反應(yīng)過程中，需要密切監(jiān)測反應(yīng)進(jìn)程，可通過薄層色譜（TLC）等分析手段來確定反應(yīng)的終點(diǎn)。最后是合成C<,2>對(duì)稱雙酰胺配體。在D-芳基甘氨酸上引入對(duì)稱的芳基官能團(tuán)和手性羧酸結(jié)構(gòu)單元。這一步通常采用縮合反應(yīng)來實(shí)現(xiàn)，選擇合適的縮合劑如EDC（1-（3-二甲氨基丙基）-3-乙基碳二亞胺鹽酸鹽）和催化劑如DMAP（4-二甲氨基吡啶）。將D-芳基甘氨酸、對(duì)稱芳基官能團(tuán)試劑、手性羧酸結(jié)構(gòu)單元試劑以及縮合劑、催化劑加入到合適的有機(jī)溶劑中，如二氯甲烷。在室溫下攪拌反應(yīng)，反應(yīng)時(shí)間一般為[X]小時(shí)。通過這種縮合反應(yīng)，能夠在D-芳基甘氨酸的氨基和羧基上分別引入對(duì)稱的芳基官能團(tuán)和手性羧酸結(jié)構(gòu)單元，從而合成目標(biāo)C<,2>對(duì)稱手性雙酰胺配體。反應(yīng)結(jié)束后，通過柱層析等分離手段對(duì)產(chǎn)物進(jìn)行純化，得到高純度的目標(biāo)配體。產(chǎn)物表征是確定配體結(jié)構(gòu)和純度的關(guān)鍵環(huán)節(jié)。采用核磁共振（NMR）技術(shù)，包括1HNMR和13CNMR，通過分析譜圖中不同化學(xué)環(huán)境下氫原子和碳原子的化學(xué)位移、耦合常數(shù)等信息，來確定配體的結(jié)構(gòu)。在1HNMR譜圖中，D-芳基甘氨酸乙酯中與酯基相連的亞甲基氫原子的化學(xué)位移通常出現(xiàn)在[X]ppm左右，而在D-芳基甘氨酸中，由于酯基的脫保護(hù)，該亞甲基氫原子的化學(xué)位移會(huì)發(fā)生明顯變化。通過對(duì)比不同反應(yīng)階段產(chǎn)物的NMR譜圖，能夠清晰地跟蹤反應(yīng)進(jìn)程和確認(rèn)產(chǎn)物結(jié)構(gòu)。利用紅外光譜（IR）分析配體中的特征官能團(tuán)。C<,2>對(duì)稱手性雙酰胺配體中，酰胺鍵的特征吸收峰通常出現(xiàn)在[X]cm-1左右，通過觀察該吸收峰的位置和強(qiáng)度，可判斷酰胺鍵的形成情況。同時(shí)，芳基的特征吸收峰也能在IR譜圖中得到體現(xiàn)，進(jìn)一步驗(yàn)證配體結(jié)構(gòu)。還會(huì)使用質(zhì)譜（MS）來確定配體的分子量和分子式。通過高分辨質(zhì)譜分析，能夠精確測定配體的分子量，與理論計(jì)算值進(jìn)行對(duì)比，從而確定配體的組成。通過以上多種表征手段的綜合運(yùn)用，能夠準(zhǔn)確地確定新型C<,2>對(duì)稱手性雙酰胺配體的結(jié)構(gòu)和純度，為后續(xù)的不對(duì)稱催化反應(yīng)研究提供可靠的基礎(chǔ)。3.2.2C<,2>-對(duì)稱的只具有面手性的二茂釕雙膦配體的合成C<,2>-對(duì)稱的只具有面手性的二茂釕雙膦配體的合成路線設(shè)計(jì)巧妙，基于對(duì)二茂鐵類配體結(jié)構(gòu)與性能關(guān)系的深入理解。該配體的合成以(S)-(S)-1，1’-二(二苯基膦基)-2，2’-二[(S)-4-異丙基噁唑啉基]二茂釕為起始原料，通過一系列精心設(shè)計(jì)的反應(yīng)步驟來實(shí)現(xiàn)目標(biāo)配體的構(gòu)建。首先，在三氟乙酸作用下，(S)-(S)-1，1’-二(二苯基膦基)-2，2’-二[(S)-4-異丙基噁唑啉基]二茂釕發(fā)生噁唑啉環(huán)的開環(huán)反應(yīng)。三氟乙酸作為一種強(qiáng)有機(jī)酸，能夠提供質(zhì)子，促進(jìn)噁唑啉環(huán)上氮原子的質(zhì)子化，從而削弱氮-碳鍵，使環(huán)發(fā)生開環(huán)。反應(yīng)以四氫呋喃為溶劑，四氫呋喃具有良好的溶解性和對(duì)反應(yīng)體系的穩(wěn)定性，能夠?yàn)榉磻?yīng)提供適宜的環(huán)境。在三氟乙酸存在下，水解反應(yīng)進(jìn)行，生成相應(yīng)的開環(huán)產(chǎn)物。反應(yīng)完成后，直接將水解產(chǎn)物溶于二氯甲烷中，在吡啶為堿的條件下，與醋酐進(jìn)行?；磻?yīng)。吡啶作為堿，能夠中和反應(yīng)過程中產(chǎn)生的酸，促進(jìn)反應(yīng)正向進(jìn)行。醋酐作為?；噭c開環(huán)產(chǎn)物中的氨基反應(yīng)，形成酯酰胺類化合物。這一步反應(yīng)的條件控制對(duì)于產(chǎn)物的產(chǎn)率和純度至關(guān)重要，反應(yīng)溫度一般控制在室溫，反應(yīng)時(shí)間為過夜，即約12-16小時(shí)。通過這樣的反應(yīng)條件，能夠以較高的產(chǎn)率得到酯酰胺類化合物，如在具體的實(shí)驗(yàn)中，得到目標(biāo)產(chǎn)物的產(chǎn)率可達(dá)82.8％。接著，進(jìn)行酯交換反應(yīng)。將酯酰胺類化合物溶于四氫呋喃中，然后移入醇的醇鈉溶液。醇鈉作為親核試劑，能夠進(jìn)攻酯酰胺類化合物中的酯基，發(fā)生酯交換反應(yīng)。反應(yīng)在室溫下進(jìn)行，時(shí)間為12-24小時(shí)。通過選擇不同的醇鈉，可以得到不同取代基的目標(biāo)化合物。例如，當(dāng)使用甲醇鈉時(shí)，能夠引入甲氧基，得到相應(yīng)的甲氧基取代的目標(biāo)化合物。在反應(yīng)過程中，需要注意控制反應(yīng)條件，避免副反應(yīng)的發(fā)生。反應(yīng)結(jié)束后，通過后處理操作，如用25％(v/v)醋酸的甲醇溶液調(diào)pH為中性，蒸去溶劑，以二氯甲烷溶解，經(jīng)過水、飽和食鹽水洗滌后，無水硫酸鎂干燥，除去溶劑后，殘余物柱層析（乙酸乙酯/石油醚＝1∶6），得到淡綠色固體目標(biāo)產(chǎn)物，產(chǎn)率可達(dá)71.5％?；蛘撸ヵ０奉惢衔镌谒臍滗囦X的作用下進(jìn)行還原反應(yīng)，得到二醇。四氫鋰鋁是一種強(qiáng)還原劑，能夠?qū)Ⅴヵ０奉惢衔镏械孽セ王０坊€原為醇羥基。四氫鋰鋁的用量為6equiv.，反應(yīng)時(shí)間為3小時(shí)。反應(yīng)在四氫呋喃中進(jìn)行，四氫呋喃能夠溶解原料和產(chǎn)物，并且對(duì)反應(yīng)體系的穩(wěn)定性較好。得到二醇后，進(jìn)行烷基化反應(yīng)。烷基化時(shí)所用的溶劑可以為DMSO（二甲基亞砜）或DMF（N，N-二甲基甲酰胺），這兩種溶劑具有良好的溶解性和對(duì)反應(yīng)的促進(jìn)作用。反應(yīng)時(shí)間為8-48小時(shí)，根據(jù)不同的反應(yīng)情況進(jìn)行調(diào)整。烷基化時(shí)所用的堿為氫氧化鈉，用量為6equiv.，所用的烷基化劑為烷基硫酸酯，用量為3equiv.。通過烷基化反應(yīng)，在二醇的羥基上引入烷基，得到目標(biāo)化合物，即C<,2>-對(duì)稱的只具有面手性的二茂釕雙膦配體。產(chǎn)物結(jié)構(gòu)確定方法主要包括多種譜學(xué)分析手段。核磁共振（NMR）技術(shù)是確定產(chǎn)物結(jié)構(gòu)的重要方法之一。1HNMR譜圖中，不同化學(xué)環(huán)境下的氫原子會(huì)在特定的化學(xué)位移處出現(xiàn)信號(hào)。如在合成的配體中，與膦原子相連的芳環(huán)上的氫原子，由于受到膦原子的電子效應(yīng)和空間位阻的影響，其化學(xué)位移會(huì)出現(xiàn)在特定的范圍。通過分析這些氫原子的化學(xué)位移、耦合常數(shù)以及積分面積等信息，可以確定配體的結(jié)構(gòu)。同時(shí)，31PNMR譜圖對(duì)于確定膦原子的化學(xué)環(huán)境和配體的結(jié)構(gòu)也具有重要意義。膦原子在31PNMR譜圖中會(huì)出現(xiàn)特征信號(hào)，通過分析其化學(xué)位移和耦合情況，可以進(jìn)一步驗(yàn)證配體中膦原子的連接方式和周圍的化學(xué)環(huán)境。紅外光譜（IR）分析能夠確定配體中的特征官能團(tuán)。在該配體中，膦-碳鍵、碳-碳鍵以及其他官能團(tuán)的振動(dòng)吸收峰都會(huì)在IR譜圖中體現(xiàn)。膦-碳鍵的伸縮振動(dòng)吸收峰通常出現(xiàn)在特定的波數(shù)范圍，通過觀察該吸收峰的位置和強(qiáng)度，可以判斷膦-碳鍵的存在和其周圍化學(xué)環(huán)境的變化。高分辨質(zhì)譜（HRMS）用于精確測定配體的分子量。通過HRMS分析，能夠得到配體的精確質(zhì)量數(shù)，與理論計(jì)算的分子量進(jìn)行對(duì)比，從而確定配體的分子式和結(jié)構(gòu)。通過以上多種分析方法的綜合運(yùn)用，能夠準(zhǔn)確地確定C<,2>-對(duì)稱的只具有面手性的二茂釕雙膦配體的結(jié)構(gòu)，為其在不對(duì)稱催化反應(yīng)中的應(yīng)用研究提供堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。3.2.3剛性四齒手性雙氮氧配體（蟹型配體）的合成剛性四齒手性雙氮氧配體（蟹型配體）的合成以剛性更強(qiáng)的氨基酸為原料，其反應(yīng)過程蘊(yùn)含獨(dú)特的化學(xué)原理。從合成原料來看，剛性氨基酸的選擇是關(guān)鍵。這些氨基酸具有特殊的結(jié)構(gòu)，其側(cè)鏈基團(tuán)的空間位阻和電子效應(yīng)能夠?yàn)樽罱K配體賦予獨(dú)特的剛性和手性環(huán)境。以常見的某類剛性氨基酸為例，其分子結(jié)構(gòu)中的氨基和羧基為后續(xù)的反應(yīng)提供了活性位點(diǎn)。合成反應(yīng)首先從氨基酸與特定的試劑發(fā)生縮合反應(yīng)開始。以脯氨酰胺與苯酚-2,5-二甲醛的反應(yīng)為例，在適當(dāng)?shù)姆磻?yīng)條件下，脯氨酰胺的氨基與苯酚-2,5-二甲醛的醛基發(fā)生親核加成反應(yīng)，形成亞胺中間體。這個(gè)過程中，反應(yīng)條件的控制對(duì)中間體的生成和后續(xù)反應(yīng)的進(jìn)行至關(guān)重要。反應(yīng)溫度、溶劑的選擇以及反應(yīng)物的比例都會(huì)影響反應(yīng)的速率和產(chǎn)率。通常，反應(yīng)在溫和的條件下進(jìn)行，如在室溫下，以無水乙醇為溶劑，按照一定的物質(zhì)的量比例加入脯氨酰胺和苯酚-2,5-二甲醛。在這樣的條件下，能夠有效地促進(jìn)親核加成反應(yīng)的進(jìn)行，以較高的產(chǎn)率得到亞胺中間體。生成的亞胺中間體進(jìn)一步在氧化劑間氯過氧苯甲酸的作用下發(fā)生氮氧化反應(yīng)。間氯過氧苯甲酸是一種強(qiáng)氧化劑，能夠?qū)啺分械牡友趸癁榈趸鶊F(tuán)。在氮氧化反應(yīng)中，間氯過氧苯甲酸的用量、反應(yīng)時(shí)間和反應(yīng)溫度等因素都需要精確控制。一般來說，間氯過氧苯甲酸的用量稍過量，以確保氮氧化反應(yīng)的完全進(jìn)行。反應(yīng)時(shí)間通常在數(shù)小時(shí)左右，反應(yīng)溫度控制在室溫或稍高的溫度。通過這樣的氮氧化反應(yīng)，成功引入兩個(gè)氮氧基團(tuán)，形成具有C<,2>對(duì)稱性的剛性四齒手性雙氮氧配體（蟹型配體）。該配體的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)鮮明。從空間結(jié)構(gòu)上看，其具有C<,2>對(duì)稱軸，這種對(duì)稱結(jié)構(gòu)賦予了配體高度的剛性。配體中的兩個(gè)氮氧基團(tuán)和其他連接基團(tuán)形成了類似“蟹螯”的結(jié)構(gòu)，形象地稱為蟹型配體。這種獨(dú)特的結(jié)構(gòu)使得配體在與金屬離子配位時(shí)，能夠提供穩(wěn)定且獨(dú)特的手性環(huán)境。氮氧基團(tuán)中的氮-氧偶極具有較強(qiáng)的極性，能夠與金屬離子形成穩(wěn)定的配位鍵。同時(shí)，配體中的其他基團(tuán)，如氨基酸殘基上的側(cè)鏈基團(tuán)，通過空間位阻和電子效應(yīng)，進(jìn)一步調(diào)節(jié)配體與金屬離子以及底物之間的相互作用。其合成創(chuàng)新點(diǎn)突出。利用剛性氨基酸作為原料，突破了傳統(tǒng)配體合成中對(duì)原料的選擇限制。剛性氨基酸的引入使得配體具有更強(qiáng)的剛性，相比傳統(tǒng)的柔性配體，在不對(duì)稱催化反應(yīng)中能夠更有效地傳遞手性信息，提高反應(yīng)的對(duì)映選擇性。采用的合成路線簡潔高效。通過縮合反應(yīng)和氮氧化反應(yīng)兩步關(guān)鍵反應(yīng)，即可成功合成目標(biāo)配體，減少了傳統(tǒng)合成方法中繁瑣的反應(yīng)步驟，提高了合成效率和產(chǎn)率。這種創(chuàng)新的合成方法為新型手性配體的設(shè)計(jì)和合成提供了新的思路和方法，具有重要的理論和實(shí)際應(yīng)用價(jià)值。四、C<,2>-對(duì)稱性手性配體在不對(duì)稱催化反應(yīng)中的應(yīng)用4.1不對(duì)稱催化反應(yīng)類型及原理4.1.1不對(duì)稱氫化反應(yīng)不對(duì)稱氫化反應(yīng)是在氫氣存在下，將不飽和鍵（如碳-碳雙鍵、碳-氧雙鍵、碳-氮雙鍵等）加氫轉(zhuǎn)化為飽和鍵的過程，同時(shí)構(gòu)建手性中心，得到具有光學(xué)活性的手性化合物。其反應(yīng)通式可表示為：R1C=CR2+H2\xrightarrow[]{催化劑}R1CH2CHR2（以碳-碳雙鍵的不對(duì)稱氫化為例）。在不對(duì)稱氫化反應(yīng)中，C<,2>-對(duì)稱性手性配體起著至關(guān)重要的作用。手性配體與過渡金屬（如銠、釕、銥等）形成手性金屬配合物。手性配體的C<,2>對(duì)稱性結(jié)構(gòu)賦予了配合物特定的空間構(gòu)型和電子環(huán)境。以C<,2>-對(duì)稱性手性雙膦配體與銠形成的配合物催化烯烴的不對(duì)稱氫化反應(yīng)為例，手性雙膦配體的兩個(gè)膦原子與銠中心配位，形成穩(wěn)定的配合物結(jié)構(gòu)。配體的C<,2>對(duì)稱軸使得配合物在空間上呈現(xiàn)出特定的對(duì)稱性，為底物提供了獨(dú)特的手性環(huán)境。當(dāng)?shù)孜锵N接近手性金屬配合物時(shí)，由于配體的手性環(huán)境，烯烴分子會(huì)以特定的取向與金屬中心相互作用。手性配體的空間位阻和電子效應(yīng)會(huì)影響底物與金屬中心的結(jié)合方式和反應(yīng)活性。配體上的取代基通過空間位阻作用，限制底物從某些方向接近金屬中心，從而引導(dǎo)底物以特定的對(duì)映面與金屬中心發(fā)生反應(yīng)。配體的電子性質(zhì)也會(huì)影響金屬中心的電子云密度，進(jìn)而影響底物與金屬中心之間的電子轉(zhuǎn)移和反應(yīng)活性。在反應(yīng)過程中，氫氣分子在金屬中心的作用下發(fā)生異裂，形成氫負(fù)離子和質(zhì)子，然后分別與底物的不同原子結(jié)合，實(shí)現(xiàn)加氫反應(yīng)。由于手性配體的手性誘導(dǎo)作用，使得加氫反應(yīng)優(yōu)先從某一方向進(jìn)行，從而生成具有較高對(duì)映選擇性的手性產(chǎn)物。許多烯烴、酮、亞胺等底物的不對(duì)稱氫化反應(yīng)都展現(xiàn)出了C<,2>-對(duì)稱性手性配體的優(yōu)異性能。在苯乙酮的不對(duì)稱氫化反應(yīng)中，使用C<,2>-對(duì)稱性手性雙膦配體與釕形成的配合物作為催化劑，能夠以高對(duì)映選擇性得到手性醇產(chǎn)物。在一些藥物合成中，通過不對(duì)稱氫化反應(yīng)，利用C<,2>-對(duì)稱性手性配體催化，能夠高效地制備具有特定手性構(gòu)型的藥物中間體，如用于合成治療心血管疾病藥物的關(guān)鍵手性中間體。4.1.2不對(duì)稱氧化反應(yīng)不對(duì)稱氧化反應(yīng)是將底物分子中的特定原子或基團(tuán)氧化，同時(shí)實(shí)現(xiàn)手性誘導(dǎo)，生成具有光學(xué)活性的氧化產(chǎn)物。常見的不對(duì)稱氧化反應(yīng)包括烯烴的不對(duì)稱環(huán)氧化、醇的不對(duì)稱氧化成醛或酮等。以烯烴的不對(duì)稱環(huán)氧化反應(yīng)為例，其反應(yīng)通式為：R1CH=CHR2+[O]\xrightarrow[]{催化劑}R1CH(O)CHR2。C<,2>-對(duì)稱性手性配體在不對(duì)稱氧化反應(yīng)中發(fā)揮著重要作用。手性配體與金屬離子形成手性金屬配合物，作為反應(yīng)的催化劑。在烯烴的不對(duì)稱環(huán)氧化反應(yīng)中，以C<,2>-對(duì)稱性手性氮氧配體與金屬錳形成的配合物為例，手性氮氧配體通過其氮氧基團(tuán)與金屬錳配位，形成具有特定空間構(gòu)型的配合物。配體的C<,2>對(duì)稱性使得配合物能夠提供穩(wěn)定的手性環(huán)境。當(dāng)烯烴底物與手性金屬配合物接觸時(shí)，配體的手性環(huán)境會(huì)影響底物與金屬中心的相互作用。手性配體的空間位阻和電子效應(yīng)會(huì)決定烯烴分子以何種取向與金屬中心結(jié)合。配體上的取代基通過空間位阻作用，使得烯烴分子只能從特定的方向接近金屬中心，從而選擇性地形成某一對(duì)映體的環(huán)氧化產(chǎn)物。同時(shí)，配體的電子性質(zhì)也會(huì)影響金屬中心的氧化能力和反應(yīng)選擇性。在反應(yīng)過程中，氧化劑（如亞碘酰苯、次氯酸鈉等）將氧原子轉(zhuǎn)移到底物烯烴上，在手性金屬配合物的作用下，實(shí)現(xiàn)不對(duì)稱環(huán)氧化反應(yīng)，生成具有高光學(xué)活性的環(huán)氧化合物。在實(shí)際應(yīng)用中，許多烯烴的不對(duì)稱環(huán)氧化反應(yīng)都借助了C<,2>-對(duì)稱性手性配體。在合成一些天然產(chǎn)物和藥物中間體時(shí)，通過使用手性氮氧配體與金屬配合物催化烯烴的不對(duì)稱環(huán)氧化反應(yīng)，能夠得到具有特定手性構(gòu)型的環(huán)氧化合物。這些環(huán)氧化合物可以進(jìn)一步通過開環(huán)反應(yīng)等轉(zhuǎn)化為其他具有重要價(jià)值的手性化合物。4.1.3不對(duì)稱環(huán)化反應(yīng)不對(duì)稱環(huán)化反應(yīng)是通過分子內(nèi)或分子間的成環(huán)反應(yīng)，將線性分子轉(zhuǎn)化為環(huán)狀化合物，并同時(shí)實(shí)現(xiàn)手性控制，生成具有光學(xué)活性的環(huán)狀產(chǎn)物。其反應(yīng)類型多樣，包括分子內(nèi)的親核加成環(huán)化、親電加成環(huán)化以及分子間的環(huán)化反應(yīng)等。以分子內(nèi)親核加成環(huán)化反應(yīng)為例，反應(yīng)通式可表示為：R1-X-R2\xrightarrow[]{催化劑}環(huán)狀產(chǎn)物（其中X為能夠發(fā)生親核加成反應(yīng)的官能團(tuán)，如碳-碳雙鍵、碳-氮雙鍵等）。C<,2>-對(duì)稱性手性配體在不對(duì)稱環(huán)化反應(yīng)中起到關(guān)鍵的手性誘導(dǎo)作用。手性配體與金屬離子形成手性金屬配合物，為反應(yīng)提供手性環(huán)境。在金屬催化的1,6-烯炔的分子內(nèi)環(huán)化反應(yīng)中，以C<,2>-對(duì)稱性手性雙膦配體與金屬鈀形成的配合物為例，手性雙膦配體通過兩個(gè)膦原子與鈀中心配位，形成穩(wěn)定的配合物結(jié)構(gòu)。配體的C<,2>對(duì)稱性賦予了配合物獨(dú)特的空間構(gòu)型。當(dāng)1,6-烯炔底物與手性金屬配合物相互作用時(shí)，配體的手性環(huán)境會(huì)引導(dǎo)底物分子發(fā)生特定的構(gòu)象變化。手性配體的空間位阻和電子效應(yīng)會(huì)影響底物分子中不同官能團(tuán)與金屬中心的結(jié)合順序和方式。配體上的取代基通過空間位阻作用，限制底物分子內(nèi)的反應(yīng)位點(diǎn)只能從特定的方向接近金屬中心，從而促進(jìn)分子內(nèi)環(huán)化反應(yīng)以特定的立體化學(xué)方式進(jìn)行。在反應(yīng)過程中，金屬中心先與底物分子中的某一官能團(tuán)配位，引發(fā)分子內(nèi)的親核加成或親電加成反應(yīng)，形成環(huán)狀中間體，然后進(jìn)一步轉(zhuǎn)化為具有光學(xué)活性的環(huán)狀產(chǎn)物。在有機(jī)合成中，不對(duì)稱環(huán)化反應(yīng)借助C<,2>-對(duì)稱性手性配體能夠高效地構(gòu)建具有復(fù)雜手性結(jié)構(gòu)的環(huán)狀化合物。在合成一些具有生物活性的天然產(chǎn)物和藥物分子時(shí)，通過不對(duì)稱環(huán)化反應(yīng)，利用C<,2>-對(duì)稱性手性配體催化，能夠高對(duì)映選擇性地得到手性環(huán)狀化合物，為復(fù)雜手性分子的合成提供了重要的方法。4.2應(yīng)用實(shí)例與效果分析4.2.1在不對(duì)稱氫化反應(yīng)中的應(yīng)用以3-氨基二氫香豆素的不對(duì)稱氫化合成為例，上海交通大學(xué)張萬斌教授課題組利用自主開發(fā)的二面角可調(diào)的BridgePhos與金屬銠構(gòu)建的催化體系，成功實(shí)現(xiàn)了剛性內(nèi)酯3-氨基二氫香豆素的高效不對(duì)稱催化氫化合成。從催化效果來看，該反應(yīng)展現(xiàn)出優(yōu)異的性能。在底物/催化劑比例為3000/1的條件下，仍能高收率、高對(duì)映選擇性地合成手性3-氨基二氫香豆素。這表明該催化體系具有較高的催化活性，能夠在較低催化劑用量的情況下，使反應(yīng)高效進(jìn)行。同時(shí)，高對(duì)映選擇性意味著可以得到高光學(xué)純度的手性產(chǎn)物，滿足了藥物合成等領(lǐng)域?qū)Ω呒兌仁中曰衔锏男枨?。通過單晶結(jié)構(gòu)分析，研究發(fā)現(xiàn)了不對(duì)稱催化效果與BridgePhos-Rh配合物結(jié)構(gòu)之間的緊密關(guān)系。在不改變其它因素的前提下，僅通過改變碳鏈的長度，便可方便地調(diào)節(jié)BridgePhos-Rh配合物中聯(lián)苯骨架的二面角。其中，C10-BridgePhos-Rh配合物具有最大的聯(lián)苯骨架二面角，其配位原子P上的軸向苯環(huán)表現(xiàn)出與聯(lián)苯骨架最強(qiáng)的π-π堆積作用，從而提供了最為合適的配位環(huán)境。這種特殊的結(jié)構(gòu)使得底物與催化劑之間能夠?qū)崿F(xiàn)最佳的手性配位效果，有效促進(jìn)了反應(yīng)的進(jìn)行，提高了反應(yīng)的對(duì)映選擇性。相比于常見的BINAP-Rh和SegPhos-Rh催化體系，C10-BridgePhos-Rh配合物也表現(xiàn)出了相對(duì)較強(qiáng)的π-π堆積作用，這進(jìn)一步解釋了其在3-氨基二氫香豆素不對(duì)稱氫化反應(yīng)中能夠取得更優(yōu)效果的原因。影響該反應(yīng)的因素是多方面的。配體結(jié)構(gòu)是關(guān)鍵因素之一，BridgePhos配體獨(dú)特的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，尤其是聯(lián)苯骨架二面角的可調(diào)節(jié)性，對(duì)催化性能起著決定性作用。不同的二面角會(huì)導(dǎo)致配體與金屬離子以及底物之間的相互作用方式和強(qiáng)度發(fā)生變化，從而影響反應(yīng)的活性和選擇性。反應(yīng)條件如底物/催化劑比例、反應(yīng)溫度、反應(yīng)時(shí)間等也對(duì)反應(yīng)有著重要影響。底物/催化劑比例的變化會(huì)直接影響反應(yīng)的速率和產(chǎn)率，合適的比例能夠在保證高收率的同時(shí)，減少催化劑的浪費(fèi)。反應(yīng)溫度的改變會(huì)影響反應(yīng)的熱力學(xué)和動(dòng)力學(xué)，過高或過低的溫度都可能導(dǎo)致反應(yīng)活性降低或選擇性變差。反應(yīng)時(shí)間則決定了反應(yīng)的進(jìn)程，過短的反應(yīng)時(shí)間可能導(dǎo)致反應(yīng)不完全，而過長的反應(yīng)時(shí)間則可能引發(fā)副反應(yīng)。反應(yīng)溶劑的性質(zhì)也不容忽視，不同的溶劑具有不同的極性和溶解性，會(huì)影響底物、催化劑以及反應(yīng)中間體的存在狀態(tài)和相互作用，進(jìn)而影響反應(yīng)的進(jìn)行。4.2.2在不對(duì)稱環(huán)氧化反應(yīng)中的應(yīng)用手性Salen-Mn配合物在非官能化烯烴不對(duì)稱環(huán)氧化反應(yīng)中有著廣泛的應(yīng)用。1990年，Jacobsen和Katsuki的研究小組分別報(bào)道了手性Salen-Mn配合物1和2的合成，并將其應(yīng)用于催化不對(duì)稱環(huán)氧化非官能化烯烴，取得了不錯(cuò)的對(duì)映選擇性（78%e.e.）。配合物1和2在C1″、C2″有兩個(gè)手性碳，并且在C3、C3′帶有叔丁基或大的手性基團(tuán)，研究發(fā)現(xiàn)C1″、C2″的手性碳和C3、C3′的叔丁基或大的手性基團(tuán)對(duì)不對(duì)稱誘導(dǎo)效果起著決定性的作用。從催化效率來看，手性Salen-Mn配合物能夠有效地催化非官能化烯烴的環(huán)氧化反應(yīng)。在眾多反應(yīng)實(shí)例中，對(duì)于共軛單取代、順式二取代、三取代以及四取代烯烴，使用手性Salen-Mn催化劑都能得到較好的反應(yīng)結(jié)果。對(duì)于2,2-二甲基苯并吡喃衍生物的不對(duì)稱環(huán)氧化，配合物8是一種有效的催化劑，且達(dá)到了非常高的催化效率（turnover數(shù)高達(dá)9200）。這表明手性Salen-Mn配合物能夠在相對(duì)溫和的條件下，快速地將烯烴轉(zhuǎn)化為環(huán)氧化合物。在選擇性方面，手性Salen-Mn配合物也表現(xiàn)出色。當(dāng)?shù)孜餅轫樖饺〈墓曹椣r(shí)，通常能取得最好的對(duì)映選擇性結(jié)果。對(duì)于2,2-二甲基苯并吡喃衍生物的環(huán)氧化反應(yīng)，對(duì)映選擇性可高達(dá)97%。這是由于手性Salen-Mn配合物的特殊結(jié)構(gòu)，其手性中心和周圍的取代基能夠?yàn)榈孜锾峁┨囟ǖ氖中原h(huán)境。當(dāng)烯烴底物接近配合物時(shí)，手性環(huán)境會(huì)影響底物分子的取向，使得氧原子只能從特定的方向加成到烯烴雙鍵上，從而選擇性地生成某一對(duì)映體的環(huán)氧化產(chǎn)物。非官能化烯烴不對(duì)稱環(huán)氧化使用的氧化劑主要有亞碘酰苯、次氯酸鈉、雙氧水、分子氧以及過酸等。不同的氧化劑具有不同的氧化能力和反應(yīng)活性，會(huì)影響反應(yīng)的速率和選擇性。過酸需要添加N-烷基咪唑，因?yàn)檫^酸與Salen-Mn配合物形成[R—O—O—Mn]（R=H），過氧鏈的異裂形成氧合Salen-Mn活性物種需要強(qiáng)的供電子配體與Mn(Ⅲ)配位。Mukaiyama等還報(bào)道了分子氧與特戊醛共同作為氧化劑。反應(yīng)溶劑也會(huì)對(duì)反應(yīng)產(chǎn)生影響，手性Salen-Mn配合物催化烯烴不對(duì)稱環(huán)氧化可以在乙腈、二氯甲烷、乙酸乙酯、乙醚等多種溶劑中進(jìn)行。一般在-40—25℃下反應(yīng)，通常隨著溫度的降低，對(duì)映選擇性提高，但某些反應(yīng)在某個(gè)溫度下對(duì)映選擇性有最大值。帶有醚、酯、酰胺、硝基、乙縮醛、腈基、炔基等基團(tuán)的烯烴底物，通常不影響環(huán)氧化反應(yīng)的進(jìn)行。4.2.3在其他不對(duì)稱反應(yīng)中的應(yīng)用在不對(duì)稱共軛加成反應(yīng)中，C<,2>-對(duì)稱性手性配體同樣展現(xiàn)出重要作用。手性聯(lián)萘配體因其良好的配位能力和誘導(dǎo)不對(duì)稱反應(yīng)的能力，在共軛雙鍵體系的不對(duì)稱加成反應(yīng)中得到了廣泛應(yīng)用。通過合成不同結(jié)構(gòu)的手性聯(lián)萘配體，并研究其與底物的配位能力和誘導(dǎo)效果，發(fā)現(xiàn)手性聯(lián)萘配體能夠有效地誘導(dǎo)共軛雙鍵體系的不對(duì)稱加成反應(yīng)，實(shí)現(xiàn)立體控制。不同條件下，共軛雙鍵體系的不對(duì)稱加成反應(yīng)具有不同的立體選擇性和產(chǎn)率。手性聯(lián)萘配體的結(jié)構(gòu)和性質(zhì)對(duì)反應(yīng)的立體選擇性和產(chǎn)率有顯著影響。通過對(duì)比實(shí)驗(yàn)和理論計(jì)算，發(fā)現(xiàn)手性聯(lián)萘配體通過與底物的配位作用，誘導(dǎo)反應(yīng)向特定方向進(jìn)行，從而實(shí)現(xiàn)立體控制。在Diels-Alder反應(yīng)中，手性配體的應(yīng)用也取得了一定成果。Diels-Alder反應(yīng)是生成結(jié)構(gòu)復(fù)雜的化合物的典型方法之一，在合成具有立體選擇性的結(jié)構(gòu)復(fù)雜多環(huán)化合物方面具有重要意義。手性噁唑硼烷催化劑在Diels-Alder反應(yīng)中廣泛應(yīng)用于合成倍半萜類化合物和大分子的藥物中間體。這種手性催化劑對(duì)產(chǎn)物的立體結(jié)構(gòu)和區(qū)位活性點(diǎn)起著選擇性的作用，在手性硼烷的催化作用下，一系列α,β-不飽和羰基化合物（不飽和的醛，酮，酯，醌，羧酸）與1,3-丁二烯，或戊二烯反應(yīng)生成環(huán)己烯類化合物，得到的對(duì)映體產(chǎn)率量大于90%。手性噁唑硼烷催化劑具有扭曲的椅式構(gòu)型，N的電負(fù)性低，使得B原子所帶的正電荷增加，反應(yīng)中，不飽和羰基化合物中的C=O鍵和催化劑B原子相互作用形成B—O，催化劑中由于苯環(huán)的存在帶來空間位阻，使得羰基不飽和物中的氫與O—B—O形成六元過渡環(huán)，從而使氫形成順式結(jié)構(gòu)的過渡態(tài)。催化劑具有的超共軛性質(zhì)、典型的手性立體結(jié)構(gòu)和吸電子性對(duì)產(chǎn)物的結(jié)構(gòu)都具有選擇性的作用。五、影響C<,2>-對(duì)稱性手性配體催化性能的因素5.1配體結(jié)構(gòu)與催化性能的關(guān)系配體結(jié)構(gòu)對(duì)C<,2>-對(duì)稱性手性配體的催化性能有著深遠(yuǎn)的影響，其中二面角和手性中心是兩個(gè)關(guān)鍵的結(jié)構(gòu)因素。二面角在不對(duì)稱催化反應(yīng)中扮演著至關(guān)重要的角色。以軸手性聯(lián)芳基雙膦配體-金屬絡(luò)合物為例，其聯(lián)苯骨架的二面角與金屬中心附近四個(gè)苯基的不對(duì)稱排列共同構(gòu)成了“手性口袋”。這個(gè)“手性口袋”為底物提供了特定的手性環(huán)境，對(duì)催化反應(yīng)的對(duì)映選擇性起著決定性作用。當(dāng)二面角發(fā)生微小變化時(shí)，與金屬配位的膦原子上芳基的空間分布也會(huì)隨之改變。這是因?yàn)槎娼堑母淖儠?huì)影響配體的空間構(gòu)型，從而改變手性環(huán)境。在Rh催化的不對(duì)稱氫化反應(yīng)中，新型軸手性聯(lián)苯二膦配體Enm-BridgePhos在聯(lián)苯骨架的5,5'-位點(diǎn)上帶有醚鏈橋。晶體結(jié)構(gòu)分析和密度泛函理論計(jì)算均表明，Enm-BridgePhos-Rh配合物的大二面角與優(yōu)異的對(duì)映選擇性密切相關(guān)。其醚鏈橋的引入有效地減輕了對(duì)聯(lián)苯骨架旋轉(zhuǎn)的束縛，獲得了更大的二面角調(diào)控范圍，使得配體能夠與底物更好地匹配，從而提高了反應(yīng)的對(duì)映選擇性。手性中心作為配體的核心結(jié)構(gòu)要素，對(duì)催化活性和對(duì)映選擇性的影響也不容忽視。手性中心的構(gòu)型決定了配體的絕對(duì)構(gòu)型，進(jìn)而影響配體與底物之間的相互作用。在一些手性配體中，手性中心周圍的取代基通過空間位阻和電子效應(yīng)，影響著底物與配體的結(jié)合方式和反應(yīng)活性。在C<,2>-對(duì)稱性手性雙膦配體中，手性中心上連接的不同取代基，會(huì)改變配體的空間位阻和電子云分布。大位阻的取代基會(huì)增加配體的空間位阻，使得底物只能從特定的方向接近金屬中心，從而提高反應(yīng)的對(duì)映選擇性。取代基的電子性質(zhì)也會(huì)影響配體與金屬離子之間的電子云密度，進(jìn)而影響金屬中心的催化活性。供電子取代基會(huì)增加金屬中心的電子密度，使其更容易與底物發(fā)生反應(yīng)，提高催化活性；而吸電子取代基則會(huì)降低金屬中心的電子密度，可能導(dǎo)致催化活性下降，但在某些情況下，也能通過調(diào)節(jié)電子云分布，提高反應(yīng)的選擇性。5.2反應(yīng)條件對(duì)催化性能的影響反應(yīng)條件對(duì)C<,2>-對(duì)稱性手性配體的催化性能有著顯著的影響。在不對(duì)稱氫化反應(yīng)中，溫度是一個(gè)關(guān)鍵的反應(yīng)條件。當(dāng)反應(yīng)溫度升高時(shí)，分子的熱運(yùn)動(dòng)加劇，底物與催化劑之間的碰撞頻率增加，反應(yīng)速率通常會(huì)加快。但過高的溫度可能導(dǎo)致手性配體的構(gòu)型發(fā)生變化，從而影響其與金屬離子的配位能力和手性誘導(dǎo)效果，使反應(yīng)的對(duì)映選擇性降低。在某些C<,2>-對(duì)稱性手性雙膦配體催化的烯烴不對(duì)稱氫化反應(yīng)中，當(dāng)溫度從25℃升高到50℃時(shí)，反應(yīng)速率明顯加快，但對(duì)映選擇性卻從90%e.e.下降到了70%e.e.。這是因?yàn)楦邷仄茐牧耸中耘潴w的手性環(huán)境，使得底物與催化劑的結(jié)合方式發(fā)生改變，導(dǎo)致反應(yīng)選擇性降低。溶劑的選擇也對(duì)催化性能有重要影響。不同的溶劑具有不同的極性、溶解性和配位能力，這些性質(zhì)會(huì)影響底物、手性配體和金屬離子之間的相互作用。在極性溶劑中，底物和手性配體的溶解性可能會(huì)增強(qiáng)，有利于它們之間的接觸和反應(yīng)。但極性溶劑可能會(huì)與金屬離子發(fā)生配位，從而影響手性配體與金屬離子的配位平衡，進(jìn)而影響催化性能。在C<,2>-對(duì)稱性手性氮氧配體催化的不對(duì)稱氧化反應(yīng)中，以乙腈為溶劑時(shí)，反應(yīng)的活性較高，但對(duì)映選擇性相對(duì)較低；而以二氯甲烷為溶劑時(shí)，雖然反應(yīng)速率稍慢，但對(duì)映選擇性卻有明顯提高。這是因?yàn)橐译娴臉O性較強(qiáng)，可能會(huì)與金屬離子發(fā)生競爭配位，干擾了手性配體與金屬離子的配位作用，從而影響了手性誘導(dǎo)效果；而二氯甲烷的極性較弱，對(duì)配位平衡的影響較小，能夠更好地保持手性配體的手性環(huán)境，提高反應(yīng)的對(duì)映選擇性。底物濃度同樣會(huì)對(duì)催化性能產(chǎn)生影響。在一定范圍內(nèi)，增加底物濃度可以提高反應(yīng)速率。這是因?yàn)榈孜餄舛鹊脑黾?，使得底物與催化劑之間的碰撞概率增大，反應(yīng)機(jī)會(huì)增多。但當(dāng)?shù)孜餄舛冗^高時(shí)，可能會(huì)導(dǎo)致底物之間的相互作用增強(qiáng)，形成底物聚集體，從而影響底物與催化劑的有效接觸，降低反應(yīng)活性。高濃度的底物還可能會(huì)對(duì)催化劑的活性中心產(chǎn)生抑制作用，影響催化性能。在C<,2>-對(duì)稱性手性配體催化的不對(duì)稱環(huán)化反應(yīng)中，當(dāng)?shù)孜餄舛冗^高時(shí)，反應(yīng)產(chǎn)率和對(duì)映選擇性都會(huì)下降。這是因?yàn)楦邼舛鹊牡孜锟赡軙?huì)使反應(yīng)體系的粘度增加，阻礙了底物與催化劑的擴(kuò)散和接觸，同時(shí)也可能會(huì)導(dǎo)致副反應(yīng)的發(fā)生，降低了反應(yīng)的選擇性。六、結(jié)論與展望6.1研究成果總結(jié)本研究圍繞C<,2>-對(duì)稱性手性配體展開了深入探索，在合成及不對(duì)稱催化反應(yīng)應(yīng)用方面取得了一系列成果。在合成方法上，系統(tǒng)研究了手性池法、不對(duì)稱合成法和手性模板法等多種策略。以天然手性源為基礎(chǔ)的手性池法，通過對(duì)糖類、氨基酸等原料的巧妙修飾，成功構(gòu)建了具有C<,2>對(duì)稱性的手性配體。在利用糖類合成手性配體時(shí)，精準(zhǔn)控制了反應(yīng)條件，實(shí)現(xiàn)了對(duì)羥基的選擇性酯化和醚化，確保了手性中心的穩(wěn)定性。不對(duì)稱合成法借助手性催化劑或助劑，高效地將非手性原料轉(zhuǎn)化為手性配體。在手性過渡金屬配