版权归原作者所有,如有侵权,请联系我们

[科普中国]-不对称诱导

科学百科
原创
科学百科为用户提供权威科普内容,打造知识科普阵地
收藏

不对称诱导,是立体化学名词,指在一个富手性的反应剂、化学试剂、催化物或环境的作用下,一个化学反应中的产物尽于某一种对映异构体或非对映异构体多于另一种。

简介不对称诱导,是立体化学名词,指在一个富手性的反应剂、化学试剂、催化物或环境的作用下,一个化学反应中的产物尽于某一种对映异构体或非对映异构体多于另一种。[1]不对称诱导是不对称合成的一个重要元素。

不对称诱导的概念由Emil Fischer研究碳水化合物时引入。

分类对内不对称诱导,是指反应中将手性从中央键透过共价键带到反应中心。相关的起始物料通常由带手性的集体合成所产生。接力不对称诱导,则指在独立的步骤中引入手性,再在另一个单独的化学反应取消。过程中引入了特别的合成子,称为手性助剂。对外不对称诱导,则指在过渡态中,透过一个手性配体的催化剂引入手性。这种不对称合成的方法是经济最可取的。

影响因素具有一定空间构型的化合物在进行化学反应时可能占优势地生成一种光学活性异构体,而构型不同的另一种异构体(通常为非对映异构体)的生成比例很小,以至甚缴。这种现象就是反应物分子中原来存在的立体构型不对称诱导作用的结果。这两种非对映异构体在生成前,由于两种过渡状态的自由能有差别,所以活化能不同,因而两者的生成速度也就不同,结果导致两种产物以不同的比率生成。因此,通过不对称诱导可以有效地控制无用的其它立体异构体的生成,而显著地提高所需构型的光学活性异构体的生成率。故不对称诱导也是不对称合成中的一项重要方法。1

发生不对称诱导的因素有物理的和化学的两种。物理因素,例如利用圆偏光等手征性物理力的作用而进行的绝对不对称合成,而化学因素则有反应物本身、手征性催化剂、手征性试剂以及手征性溶剂等手征性因素。

不对称诱导合成1、化学计量的手性化合物诱导的不对称合成

最早的化学计量的手性化合物诱导的不对称合成,可追溯至1890年Fischer对糖类的合成。其合成技术的特征是,利用反应原料(亦称底物)中的手性因素去诱导新的手性中心产生。

Cram指出,当羰基化合物的α-位是手性碳时,亲核试剂总是从小的基团那边进攻;并指出进行加成时,醛酮最大体积的基团和羰基处于反式平面关系时为加成时的优势构象。例如:

底物诱导的不足之处是必须存在原有的手性中心,因此不适合于底物为非手性的情况。鉴于此,人们提出许多新的办法解决非手性底物的不对称合成问题。

2、偏振光诱导的不对称合成

偏振光诱导的不对称合成是采用偏振光照射反应体系而进行诱导,产生手性物质的方法。由于其在反应体系中没有引入任何具有手性的物质(一般称之为手性源),而以不对称源促进不对称合成反应的发生,故被称为“绝对”不对称合成。但是,用偏振光诱导方法所得主要产物的de值很低,因此这方面的研究仍处于纯理论研究的状态中。1

本词条内容贡献者为:

张磊 - 副教授 - 西南大学