神奇的手性螺环催化剂——第54届国际化学奥林匹克试题第8题解析

手性化合物对人们的生命健康至关重要。第54届国际化学奥林匹克试题第8题以南开大学周其林院士团队发展的手性螺环催化剂为主要内容,考查了手性螺环配体SpiroPAP的合成路线,手性螺环催化剂Ir-SpiroPAP的制备,以及手性螺环催化剂在天然产物合成中的应用。

神奇的手性螺环配体

过渡金属参与的不对称催化反应是有机合成化学研究的前沿和热点.寻找和发现新颖配体骨架并开展新型高效的手性配体及催化剂的设计合成是不对称催化反应研究的核心内容.从20世纪90年代,特别是进入21世纪以来,螺环骨架手性配体受到了广泛的关注,并逐渐发展成为特色鲜明的手性配体类别.手性螺环配体的骨架已由多手性的螺[4.4]壬烷骨架发展到只具有单一手性的螺二氢茚和螺[4.4]壬二烯等螺环骨架类型,形成了包括手性螺环单磷配体、双膦配体、膦氮配体、双氮配体等丰富的手性配体库.这些手性螺环配体及其催化剂不仅在不对称催化氢化、不对称碳―碳键形成、不对称碳―杂原子键形成等多种类型的不对称催化反应中均表现出优异的催化活性和对映选择性,且使得许多原先难以控制对映选择性的不对称催化反应变得可能.而今,手性螺环结构已成为"优势结构",相应的手性螺环配体及其催化剂已被国内外同行广泛采用.手性螺环配体的兴起为手性催化剂研究增加了活力,极大地促进了不对称合成化学的发展.今后,手性螺环配体的研究除了将向新型、高效、高选择性手性配体及催化剂方向发展外,将其应用于新的不对称催化反应的对映选择性控制、以及应用于手性天然产物和药物的高效不对称合成将成为新的研究热点.