1.1α-氨基酸的重要性

手性α-氨基酸在多个研究领域的发展中发挥着不可或缺的作用，如肽链研究、配体设计和药物发现。其中，手性α-氨基酸是许多天然产物的骨架和药物的结构单元^[1-5]，如抗帕金森药物Etilevodopa^[6] ；高效的抗血小板的药物Plavix^[7]；抗哮喘药物FK-888^[8]；抗艾滋病药物Reyataz^[9]和天然产物Chlorodysinosin A^[10] (Scheme 1)。

Scheme 1 含有手性氨基酸的化合物

氨基酸也是生物体有机体的重要组成部分，在生命现象中起着至关重要的作用。随着生物科学的进步，对氨基酸在生物体内的重要生物机能越来越清楚。氨基酸在生物体内物质代谢调控，信息传递方面扮演重要的角色。如赖氨酸可以促进大脑发育，能促进脂肪代谢，防止细胞退化；色氨酸可以促进胃液及胰液的产生；苯丙氨酸能参与消除肾及膀胱功能的损耗等等。

在有机化学中，光学活性的α-氨基酸还可以作为手性助剂。如脯氨酸作为手性诱导剂在不对称合成中应用广泛 (Scheme 2)^[11]。除此之外，光学活性的α-氨基酸还在生物化学、农药化学和食品添加剂中也有广泛的应用。

Scheme 2 氨基酸作为手性助剂的应用

综上所述，光学活性的α-氨基酸是一类重要的化合物，受到各领域科学家们的高度重视，因此，快速有效的合成光学活性α-氨基酸的方法具有重要的意义。

为了合成手性氨基酸，化学家们已经探索出了多种方法，如不对称Strecker合成、α,β-不饱和氨基酸衍生物的不对称还原氢化、α-酮酸席夫碱衍生物的不对称氢化、氨基酸衍生物的α位不对称烷基化和不对称曼尼希加成反应等。

1850年Strecker^[12]利用羰基化合物与氯化铵、氰化钠反应，形成α-氨基氰P2，经水解可以制备α-氨基酸P3。2004年，Keith课题组^[13]用手性Er络合物催化N-取代的芳酰基腙P4氢腈化，得到了α-氨基氰衍生物P5，取得了很高的产率和出色的ee值 (Scheme 3)。 

α,β-不饱和氨基酸衍生物中的不饱和C=C双键的加氢还原也是制备手性氨基酸的重要方法。通过金属催化不对称还原氢化α,β-不饱和氨基酸衍生物P7，可以制得手性的氨基酸衍生物P8 (Scheme 4)。

Scheme 4 α,β-不饱和氨基酸衍生物的不对称氢化

如1968年，Knowles,W.S.等人用DIPAMP-[Rh]络合物为催化剂，不对称氢化α,β-不饱和氨基酸衍生物P9得到手性的氨基酸衍生物P10，P10在酸性条件下水解，即可制得治疗帕金森的药物L-DOPA^[14](Scheme 5)。

Scheme 5 不对称氢化合成L-DOPA

1.2.3 α-酮酸席夫碱衍生物的不对称氢化

二十世纪九十年代，科学家们基于α,β-不饱和氨基酸衍生物的对映选择性氢化，发展新手性磷配体，可以将α-酮酸席夫碱衍生物不对称氢化。通过改进配体获得新的手性Rh催化剂，将N-取代的芳酰基腙P11还原为手性的氨基酸衍生物P12，可达定量的收率，ee值达到91%^[15-17](Scheme 6)。

1.2.4 氨基酸衍生物的α位不对称烷基化

在手性环境下，亚胺α位烷基化反应，可以实现氨基酸衍生物的不对称反应。1997年，Roques等人将樟脑衍生物P13在碱性作用下失去质子形成碳负离子，再发生亲核取代反应得到手性的氨基酸中间体P14，水解并脱去辅基P15得到手性的氨基酸P17 (Scheme 7)^[18]。

Scheme 7 樟脑衍生物的α位不对称烷基化反应

在不对称催化剂作用下，甘氨酸席夫碱衍生物饱和碳原子上发生亲电取代反应也获得化学家们的关注。二十一世纪初，Chinchilla等人报道了相转移催化剂P18能够有效催化甘氨酸席夫碱衍生物羰基α位不对称烷基化反应，反应对映选择性较高 (Scheme 8)^[19]。

Scheme 8 甘氨酸席夫碱的α位不对称烷基化反应

1.2.5 不对称曼尼希加成反应

Mannich 反应也是合成α-氨基酸的重要方法。2004年，Cobb 等^[20]报道在催化剂 (S)-P23催化作用下，α-酮亚胺酯P22与脂肪醛的Mannich加成反应，获得了高选择性的α-氨基酸衍生物P25 (Scheme 9)。

Scheme 9 Mannich 反应合成氨基酸

合成氨基酸的方法虽然探索出来了很多种，但是发展高效合成手性氨基酸的新方法仍然是一个难题。