EurJOC:催化对映选择性合成固有手性分子的研究进展

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手性是自然界的基本属性,手性分子在众多领域都具有重要的应用,例如手性药物、手性农药以及手性材料等。分子的手性是指分子在三维空间的不对称性,从本质上来看,其镜像不能与自身重合的分子就是手性分子。根据手性元素分类,传统的手性元素通常包括四种:点手性、轴手性、平面手性和螺旋手性。而在1994年,德国科学家Böhmer和其合作者首先提出了“固有手性(inherent chirality)”的概念,以此来描述杯芳烃骨架中由于非手性取代基的不对称排列而引起的分子的整体手性。在此后的发展中,“固有手性”这一术语被广泛接受并用于描述缺乏四种传统手性元素的手性分子,如马鞍形八元环、轮烷、索烃等。这些新型的固有手性分子在手性识别、传感、不对称催化中有着重要的应用潜力,因此能够简单、高效、高立体选择性地合成对映体纯的这类分子具有十分重要的意义。然而,目前对于它们的获得主要还是依靠手性高效液相色谱分离或者当量的手性助剂诱导手性合成,对其进行直接催化对映选择性合成仍然是巨大的挑战。



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最近,上海科技大学杨晓瑜教授团队针对催化对映选择性合成固有手性分子的研究进展进行了总结和讨论,重点介绍了近来对于手性[4]杯芳烃、马鞍形八元环分子以及固有手性轮烷的催化对映选择性合成进展,也展望了该领域发展的难点以及未来可能研究方向。相较于具有传统手性元素的分子的催化对映选择性合成,对于具有固有手性的分子的研究相对滞后,并且存在一些亟需解决的挑战。首先,虽然近来有一些关于固有手性化合物催化对映选择性合成的实例报道,但其中一部分的产率和对映选择性仍然存在一定不足,这严重制约了它们的应用发展;其次,用于合成固有手性分子的不对称反应的多样性还相当有限,这限制了其结构多样性和应用领域的拓展。此外,该领域的研究至今只成功实现了少数几种固有手性分子结构的构建,而对于其他形态多样的固有手性分子,如其他构象受限中环分子、柱芳烃、索烃以及其他结构的超分子等,它们的催化对映选择性合成尚未实现;最后,发现更多具有固有手性的新型分子结构也是推动该领域发展的一个关键要素。总之,如果能够顺利突破上述局限性,将极大地推动固有手性分子领域的发展,并大大增加它们的应用前景。

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文信息

Catalytic Enantioselective Synthesis of Inherently Chiral Molecules: Recent Advances

Dr. Mengyao Tang, Prof. Dr. Xiaoyu Yang


European Journal of Organic Chemistry

DOI: 10.1002/ejoc.202300738



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