不对称合成中的动态动力学解析

化学中的动态动力学解析是一种动力学解析，即外消旋化合物的xxx可以转化为对映纯化合物。它被应用于不对称合成中。由于创建一个具有单一三维结构的化合物的挑战，不对称合成已经成为一个备受探索的领域。更具挑战性的是，如何将外消旋混合物在反应后只留下一个手性产物。一种已经成为非常有用的工具的方法是动态动力学解析（DKR）。DKR利用一个特定分子的中心，该中心可以很容易地被外嵌化，从而使（R）和（S）对映体在整个反应过程中可以相互转换。在这一点上，催化剂可以选择性地降低单一对映体的过渡态能量，导致一种反应途径的产率几乎xxx高于另一种。下图是一个具有（R）和（S）异构体的化合物的能量图的例子。如果催化剂能够将ΔΔG‡增加到足够的程度，那么一个反应途径就会比另一个途径占优势，从而导致单一的手性产物。因此，操纵动力学成为从外消旋起始材料中获得不对称产品的一个强有力的方法。文献中已经有许多DKR的应用，提供了新的制药方法和天然产品的途径。应用Noyori的不对称氢化反应Noyori的不对称氢化反应是DKR比较经典的应用之一。两个羰基之间的酸性中心的存在，使得手性中心在碱性条件下容易发生外嵌化。为了选择四种可能的立体异构体之一，使用BINAP-Ru催化剂，通过磷配体的立体主体来控制反应的结果。下面是一些早期的转化过程。为了进一步了解立体化学的结果，我们必须看一下过渡态的几何结构。BINAP配体的立体感加上钌与羰基氧原子的配位，导致氢气在一个面上的插入具有高选择性。由此产生的(R,S)和(R,R)的立体化学，其产率为94.5%，而其他三种立体异构体的产率为0.5-3%。Noyori在1990年的成就为DKR的更多有用的应用铺平了道路。

大约十年后，Jurkauskas和Buchwald也利用动态动力学解析来实现共轭物系统的氢化。1,4对环状烯烃的加成在许多反应方案中是很常见的，然而，当试图只修改一个中心时，在存在一个容易嵌合的中心的情况下的不对称还原增加了复杂性。然而，通过使用铜催化反应，Buchwald能够以极大的对映体过量（ee）获得1,4还原。为了实现高速度的二聚体化，使用了像丁醇钠这样的强碱性物质来确保快速平衡。事实证明，在这个反应中，铜是一种很好的金属，因为当氢气加入时，它有能力与氧气复合。作为一种软金属，铜非常喜欢1,4加成而不是1,2加成，因为烯烃是一种更软的、更容易极化的亲电子体。同样，由于BINAP的立体选择性，它成为首选配体，降低了左列中起始材料的过渡态能量。此外，PMHS被用作反应性相对较低的硅烷。这防止了在用四正丁基氟化铵（TBAF）进行脱保护之前的ee损失。

除了氢化反应，其他的键也已经用DKR形成，并且非常成功。醛醇反应已被广泛研究，主要是因为形成碳-碳键的固有挑战。沃德和他的同事已经能够利用脯氨酸催化的醛缩反应与动态动力学解析相结合，获得一个高对映选择性的反应。

在这个反应中，脯氨酸通过创造一个具有高度亲核性的苯胺中间体来催化反应。催化剂上的酸基通过与醛氧配合，有助于促进碳-碳键的形成。这xxx提高了立体选择性和产量。沃德和他的同事们还发现，通过在DMSO溶剂中加入微量的水，xxx增加了反应的产量，很可能是通过帮助质子从脯氨酸转移到新形成的醇。对该产品的选择性可以用Felkin模型进行最佳解释。环状的(E)-烯胺能够经历一个有利的过渡状态，在这个过渡状态中，醛相对于进入的亲核物采取反关系，以及醛和其相邻的环系统之间的1,2协同关系。