【手性助剂】
(1. 手性助剂概述)
手性助剂 (chiral auxiliary reagent) 是一种为了控制立体化学的合成结果而暂时加入到有机合成反应中的化合物或单元。手性作为一个辅助剂可以偏置一或更多后续反应(subsequent reactions)的立体选择性。通常辅助剂可以从基板(substrate)上切下然后回收以供将来使用。
手性助剂是不对称合成的新技术,均是对映体化合物,这些化合物通过共价键暂时与底物相连接。在该底物以后所进行的反应过程中,这些手性助剂诱导出所希望的手性或使生成的对映体之一过量,最后再将这些助剂裂掉回收。一个例子是(S,S)A-74704的合成,该化合物是HIV蛋白酶抑制剂,是治疗艾滋病的一种候选药物。另一个例子:手性助剂(2,5-二甲基吡咯烷)先与环已酮反应,以诱导立体选择反应,然后脱去,对映体过量达80%。
大部分的生物分子和标靶药物存在着两种可能的镜像异构物(又称对映异构)中的其中一种;因此,天然产物和药物试剂的化学合成通常被设计成获得目标在单一镜像化合物(enantiomerically pure)的形式。化学家会使用很多方法去合成所期望的立体异构物,而加入手性助剂即为方法之一。
为了控制化合物立体中心的绝对构造,手性助剂会在合成途径中被结合。在众多使用手性助剂的合成中David A.Evans cytovaricin的合成被认为是经典。他利用一个不对称烷基化反应和四个不对称羟醛缩合反应而成的恶唑烷酮手性辅助剂,产生出有9个立体中心的绝对立体化学结构。
如图是Cytovaricin,于1990年被D.A.Evans所合成出来的产物。蓝色及红色的键结表示用手性助剂镶嵌出的立体结构中心。
一个典型反应在辅助引导下的立体选择性转化需要三个步骤:首先,由辅助剂共价结合在基板上;接着,所产生的化合物会进行一或多种非镜像选择性(diastereoselective)的转换;而最后,辅助剂在不会引起所需产物外消旋化(racemization)的情况下被移除。使用化学剂量辅助剂花费的能量加上合成步骤中结合和除去所需的能量使得此途径似乎较没效率。然而,对许多转化物来说,可以产生立体选择性的方法必须依赖手性助剂。此外,使用手性助剂的转换趋于多用途且好研究,从而使得单一镜像异构物的获得变得最为省时。
更进一步说明,在辅助剂引导反应下的产物为非镜像异构物(或称非对映异构),能使他被一些方法如管柱层析法(column chromatography)或是结晶做简单分离。
丰都智愚河畔环境技术工作室