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文章阅读:当前有机催化热点简介1 转载
[同主题阅读] [版面: 化学] [作者:evans2] , 2009年09月27日13:58:17
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发信人: evans2 (evans), 信区: Chemistry
标  题: 当前有机催化热点简介1 转载
发信站: BBS 未名空间站 (Sun Sep 27 13:58:17 2009, 美东)

http://chem8.org/bbs/viewthread.php?tid=18735&page=1&authorid=425###zoom


Benjamin List received his PhD in 1997 from the University of Frankfurt with
J. Mulzer in Germany. After postdoctoral studies at The Scripps Research
Institute in La Jolla, CA in the laboratories of R. A. Lerner, he became an
Assistant Professor there in 1999. In 2003, he moved to the Max-Planck-
Institut für Kohlenforschung initially as an Associate Professor and since
2005 as the Director of the Department of Homogenous Catalysis. He also is
an Honorary Professor at the University of Cologne. He has held a visiting
Professorship at Gakushuin University, Tokyo, Japan in 2005.
For group website, see:
http://www.mpi-muelheim.mpg.de/k ... he/list/list_e.html

2000年,List在JACS上发表了题为“Proline-Catalyzed Direct Asymmetric Aldol
Reactions”的通讯,标志着有机催化复兴的开始。文章很短,只有两页,但却是有机
催化的最经典的著作之一。
Aldol缩合是形成 C-C最常用的方法之一。多少年来,有机化学家一直在致力于发展不
对称的Aldol缩合。最经典的方法是以D. A. Evans为代表的辅基控制。生物体内是由
Aldolase催化的。大部分的酶催化的反应都是有金属参与的,象Class II Aldolase有
Zinc参与。多年来,化学家们已经发展了很多种模拟Class II Aldolase的不对称Aldol
缩合,即是金属催化,配体控制的反应。但生物体内还有一种Aldolase,Class I
Aldolase,却是没有金属参与,是烯胺活化的机理。这一类酶的人工模拟却没有报道。
所以作者就尝试着使用简单的二级胺来模拟复杂的酶。
作者选中脯氨酸(proline)进行了尝试,结果是令人兴奋的,取得了68%的收率,76%
ee。接着作者对催化剂进行了筛选,发现最便宜的脯氨酸几乎是最好的催化剂,不得感
叹大自然的鬼斧神工,最简单就是最好的。下面的是就简单了,扩展底物,作者只做了
6个底物。
  下载 (62.4 KB)

2008-9-4 01:16

最后作者提出了机理,这一机理被普遍接受,并广泛采用。值得注意的一点是,羧酸的
氢与醛形成的氢键是不对称诱导的关键,这也为日后催化剂的改进指明了方向。后来者
对催化剂的改进很多都是合成脯氨酸衍生物,增强这根氢键,提高ee值的。
  下载 (52.81 KB)

2008-9-4 01:16

文章的结论部分,作者给出了脯氨酸作为催化剂的7大优点,除了最后一条,这几乎也
是有机催化比金属催化优越的地方,先摘录如下。(1) Proline is nontoxic,
inexpensive, and readily available in both enantiomeric forms. (2) The
reactions do not require inert conditions and are run at room temperature. (
3) No prior modification of the carbonyl substrates such as deprotonation or
silylation is required. (4) The catalyst is water soluble and can be
readily removed by aqueous extraction. (5) Potentially, the reactions may be
run on an industrial scale. (6) This is the first example of a nonmetallic
small-molecule catalyst for direct intermolecular asymmetric aldol reactions
. (7) Proline most likely functions as a micro-aldolase with enamine
formation as in the aldolase catalytic antibodies and natural class I
aldolases.

为什么我一直都在说有机催化的“复兴”?其实烯胺对亲电试剂的进攻,Stork等人在
大概五十年前就做了了深入的研究(Stork enamine synthesis)。就连脯氨酸催化的
分子内的Aldol反应,早在三十年前就已有人报道(Hajos-Parrish-Eder-Sauer-
Wiechert Reactions)(这个反应每一个上海有机所的学生都做过,是学生基础实验,
为什么这么多年,就没人想到要做分子间Aldol呢?也包括我,唉!)。
本文的重点是非活化的醛酮分子间的直接Aldol反应。交叉缩合必须得避免自身缩合,
前人大都是用一个活化的醛酮(比如烯醇盐或其硅醚)与另一个醛酮反应。而作者选用
一个无alfa-氢的醛(acceptor)与另一个酮(donor)反应,醛的自身缩合可以避免(
无alfa-氢),而酮做溶剂,即使有自身缩合,也不会影响收率。从而巧妙地避免了自
身缩合。

有了这篇文章的思想,作者有陆续发表了一系列的文章,下图给出两个例子。
  下载 (56.14 KB)

2008-9-4 01:37

在这里八卦一下。第一篇文章的三个作者B. List, R. A. Lerner和C. F. Barbas III
在文章发表时都已经是老板了(List在99年成为Scripps的AP,R. A. Lerner和C. F.
Barbas III是List的Postdoc时的老板),List是一作同时又是通讯作者,那么这篇文
章的Credit绝大部分都应该是List的,如果这一工作能拿Nobel的话,List的可能性也
最大,这一种署名方式得罪了Barbas。可怜的List只有自己动手,真是又当老板,又是
学生,象上面的两篇文章,就只有他自己一个作者。但等到这篇通讯发全文的时候,
Barbas连List的名都没有署。(全文链接:
http://pubs.acs.org/cgi-bin/abst ... /abs/ja010037z.html),哈哈,道听途说,不必当真。


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