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TUhjnbcbe - 2023/3/2 8:48:00
                            

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手性是自然界的基本属性,与生命、健康和日常生活息息相关。随着医药、农药、香料、材料和信息科学等多个领域的迅猛发展,对手性物质的需求无论数量和种类都在不断增长,因此手性物质的高效合成受到广泛重视。手性催化可实现手性增值,利用单个手性催化剂诱导合成成百上千个手性分子,从而是获得手性物质最有效的方法之一。年的诺贝尔化学奖授予了手性催化领域;年未来科学大奖物质科学奖的三位获奖者中,周其林和冯小明均从事手性催化研究。同样在年,国家自然科学基金委对“多层次手性物质的精准构筑”重大研究计划立项。这充分说明手性催化的重要科学意义以及可能对相关领域产生的深远影响。我国的手性科学与技术研究虽然起步相对较晚,但经过二十多年高速发展,已跻身世界先进行列,在这一领域发表的论文数量、SCI引文数量和高被引论文数量均名列前茅:数据显示,-年我国在不对称合成领域发表的SCI论文数量、引文数量和高被引论文数量均居世界首位。近年来,手性催化领域的研究成果有十项获得国家自然科学二等奖。这些成绩从侧面彰显了我国近年来手性催化研究的飞速发展。

手性催化可分为手性金属催化、有机小分子催化以及生物催化。利用不同催化剂之间的协同作用来实现一些挑战性较高的反应是研究新趋势。结合手性催化剂的开发,我国科学家在发展新反应、新方法以及新应用方面均取得了重要进展。本章按照催化体系的不同来简要介绍近几年的主要成果。

一、手性金属催化

手性金属催化迄今已研究了六十多年,发展了许多优异的手性配体和金属配合物催化剂、以及不同类型的高效高对映选择性的不对称催化反应,其中部分已成功用于工业生产。然而,从理想合成的角度考察,绝大多数的现有方法仍然存在底物普适性较窄、催化效率不高以及原子经济性不理想等问题。其次,已经实现的手性催化反应仅是已知有机反应中的冰山一角。因此,设计合成新的优势手性配体及催化剂,拓展重要反应的底物类型并改善其立体选择性控制和催化效率,尤其是发展高原子经济性的新型不对称催化反应,已成为国内外手性催化的主流。近年来,我国科学家在发展新型手性配体和高效新反应等方面取得了长足的进展,并在若干方面引领了国际发展趋势。

手性配体是绝大多数金属催化反应的手性源泉,同时也对中心金属的催化性能和稳定性有显著影响,因此发展新型手性配体是手性金属催化源头创新的重要环节。我国化学家在发展具有自主知识产权的手性配体方面成绩斐然,一些代表性的优势配体如图1所示。

图1.我国化学家自主开发的代表性手性配体骨架

在发展手性配体及金属配合物催化剂的基础上,我国化学家发展了许多不同类型的高效不对称催化新反应。不对称催化氢化反应因为其优异的原子经济性,一直受到学术界和工业界的广泛

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