【手性新技术  1.】

（1. 手性技术的基础要义）

手性技术是建立在科学基础之上的。因此，手性技术的发展首先应该是有关基础科学的发现、发展和应用。这些基础首先是有机立体化学理论的建立，其次是消旋体拆分方法的完善，第三是手性合成的创新，另外还有其他一些相关的研究。

有机立体化学理论的建立，科学发现经历了漫长的过程。1811年法国物理学家阿拉果（Arago)发现有旋光性等值相反的两种石英晶体，基实是呈手性对称的两种晶体，当其熔化以后，晶体结构不复存在，因此旋光性消失。这给后来的法国生物化学家巴斯德（Pasteur）一个启示，当时已发现有右旋的酒石酸和葡萄酒沉淀中的葡萄酸（实际是外消旋的酒石酸），葡萄酸没有旋光性。巴斯德设法将酒石酸和葡萄酸都结晶，结果发现酒石酸的晶体是单一的，而葡萄酸中有两种晶体，一种晶体与酒石酸的晶体相同，另一种晶体就如同阿拉果发现石英晶体一样，与酒石酸的晶体是对映的。于是巴斯德小心翼翼的把葡萄酸中的两种晶体靠手工分拣同来，发现两种晶体的旋光性是等值相反的。然后将两种晶体分别溶解后仍有旋光性，而将两种晶体等量混合后再溶解，就没有了旋光性。这个拓展发现使得巴斯德明确了酒石酸的晶体和水溶液都是有旋光性的，因为它们的分子保持一种具有旋光性的结构，而葡萄酸里面的两种晶体就是酒石酸的两种对映异构体。后来进一步的阐释，酒石酸的手性分子，具有立体化学的对映异构体，葡萄酸其实就是酒石酸的外消旋体。于是巴斯德开启了手性分子的研究的先河。接下来的有机立体化学的基础研究就有了许多的分支和成果。

消旋体的拆分，是手性技术的一个重要方面。在由非手性物质合成手性物质时，往往得到的是由一对等量对映异构体组成的消旋体。或者在由含一个手性碳化合物转变成为另一种含一个手性碳化合物时，由于反应过程中经过碳正离子、游离基等活性中间体步骤，结果都会发生完全或部分的消旋化。如果要得到其中一种具有生理活性的对映异构体，就必须通过消旋体的拆分。消旋体拆分的方法很多，经典的主要有:晶体的机械拆分法、诱导结晶拆分法、表面优先吸附法、生物化学法以及化学拆分法。这些方法的最大缺陷是有一半无用的对映异构体可能浪费掉，对环境保护及对经济效益都是不利的。如果能进一步完善，则是十分有意的。

手性技术的另一个重要方面就是手性合成。所谓手性合成，就是通过化学反应,由非手性化合物合成得到手性化合物。如果反应在合适的手性条件下进行，则可生成不等量甚至单一的对映异构体。手性合成是手性技术中非常活跃的领域，特别是手性催化反应。诺尔斯（Knowles）、野依良治（Noyori）和夏普莱斯（Sharpless）三位诺贝尔奖得主，经过十余年不断研究，发现了一系列手性催化氢化反应和手性催化氧化反应。他们用过渡金属催化的氢化和氧化反应，不但使手性合成进入了新的发展阶段，而且已被应用于工业化的生产。

用过渡金属催化的手性氢化，是Knowles最早成功和最广泛研究的手性合成反应，它的成功带动了多种学科的发展。至今已有1000余个手性膦配体合成得到，而且人们对于手性氢化的机理、产生手性诱导的因素以及过渡金属的作用等诸方面都进行了深入的研究。用过渡金属催化的手性氧化，是夏普莱斯历经十年努力才实现的催化性反应，成为了目前广泛应用的手性合成反应之一。

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