不對稱合成，也稱為對映選擇性合成，是一種化學(xué)合成。IUPAC（國際純化學(xué)和應(yīng)用化學(xué)聯(lián)合會）將其定義為“一種化學(xué)反應(yīng)（或反應(yīng)序列），其中在底物分子中形成一種或多種新的手性元素，并生成不等量的立體異構(gòu)體（對映體或非對映體）產(chǎn)物。”
簡而言之，它是一種通過有利于形成特定對映體或非對映體的方法合成化合物的過程。對映體是指每個手性中心具有相反構(gòu)型的立體異構(gòu)體。非對映體是指在一個或多個手性中心上存在差異的立體異構(gòu)體。
在Sharpless二羥基化反應(yīng)中，產(chǎn)物的手性可以通過使用的“ AD-mix ”來控制。這是一個利用不對稱誘導(dǎo)進(jìn)行對映選擇性合成的例子，圖例：RL = 最大取代基；RM = 中等取代基；RS = 最小取代基
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本文通過以下幾點介紹麥克林不對稱合成試劑的化學(xué)特性和方法：
1. 不對稱合成概述
2. 合成方法
3. 對映體的分離與分析
4. 麥克林不對稱合成試劑介紹
1. 不對稱合成概述
生物系統(tǒng)的許多組成部分（如糖和氨基酸）都是以單一對映體的形式產(chǎn)生的。因此，生物系統(tǒng)具有高度的化學(xué)手性，并且通常會與給定化合物的各種對映體發(fā)生不同的反應(yīng)。這種選擇性的例子包括：
味道：人工甜味劑 阿斯巴甜有兩種對映體。L-阿斯巴甜味道甜美，而D-阿斯巴甜則無味。
氣味： R -(–)-香芹酮聞起來像留蘭香，而S -(+)-香芹酮聞起來像葛縷子。
藥物有效性：抗抑郁藥西酞普蘭以消旋混合物的形式出售。然而，研究表明，只有 ( S )-(+) 對映體才能產(chǎn)生藥物的有益作用。
藥物安全： D-青霉胺用于螯合療法和治療類風(fēng)濕性關(guān)節(jié)炎，而L-青霉胺具有毒性，因為它會抑制必需B族維生素吡哆醇的作用。
因此，對映選擇性合成至關(guān)重要，但也可能難以實現(xiàn)。對映體具有相同的焓和熵，因此應(yīng)通過非定向過程以等量生成，從而形成外消旋混合物。對映選擇性合成可以通過利用手性特征來實現(xiàn)，該特征通過過渡態(tài)相互作用，使一種對映體優(yōu)先于另一種對映體形成。這種偏向被稱為不對稱誘導(dǎo)，可能涉及底物、試劑、催化劑或環(huán)境中的手性特征，其原理是使形成一種對映體所需的活化能低于形成另一種對映體的活化能。
對映選擇性加成反應(yīng)的能量分布
對映選擇性通常由對映分化步驟的相對速率決定——對映分化步驟是指一種反應(yīng)物可以轉(zhuǎn)化為兩種對映體產(chǎn)物的點。反應(yīng)的速率常數(shù)k是反應(yīng)活化能（有時也稱為能壘）的函數(shù)，并且與溫度有關(guān)。使用能壘的吉布斯自由能 ΔG* 表示，在給定溫度 T 下，相反立體化學(xué)結(jié)果的相對速率為：
這種溫度依賴性意味著反應(yīng)速率差異，以及對映選擇性，在較低溫度下會更大。因此，即使很小的能壘差異也會導(dǎo)致明顯的效果。
2. 合成方法
2.1 對映選擇性催化
對映選擇性催化 (傳統(tǒng)上稱為“不對稱催化”) 是使用手性催化劑進(jìn)行的，手性催化劑通常是手性配位化合物。與任何其他對映選擇性合成方法相比，催化作用于更廣泛的轉(zhuǎn)化范圍。手性金屬催化劑幾乎總是通過使用手性配體而呈現(xiàn)手性，但也可以生成完全由非手性配體組成的手性金屬配合物。大多數(shù)對映選擇性催化劑在低底物/催化劑比下也有效。鑒于其高效率，它們通常適用于工業(yè)規(guī)模的合成，即使使用昂貴的催化劑。對映選擇性合成的一個多功能例子是不對稱氫化，它用于還原各種各樣的官能團(tuán)。
新型催化劑的設(shè)計主要取決于新型配體的開發(fā)。某些配體，通常被稱為“特殊配體”，在多種反應(yīng)中有效；例如BINOL、Salen和BOX。大多數(shù)催化劑僅對一種類型的不對稱反應(yīng)有效。例如，使用BINAP/Ru進(jìn)行的Noyori不對稱氫化反應(yīng)需要β-酮，而另一種催化劑BINAP/二胺-Ru則將反應(yīng)范圍擴(kuò)大到α,β-烯烴和芳香烴。
2.2 手性助劑
手性助劑是一種有機(jī)化合物，它與起始原料偶聯(lián)形成新化合物，然后可以通過分子內(nèi)不對稱誘導(dǎo)進(jìn)行非對映選擇性反應(yīng)。反應(yīng)結(jié)束時，在不會導(dǎo)致產(chǎn)物外消旋化的條件下，除去助劑。 然后通常會將其回收以備將來使用。
手性助劑必須按化學(xué)計量使用才能有效，并且需要額外的合成步驟來添加和去除助劑。然而，在某些情況下，唯一可用的立體選擇性方法依賴于手性助劑，而這些反應(yīng)往往用途廣泛且研究充分，可以最高效地獲得對映體純的產(chǎn)物。此外，助劑指導(dǎo)的反應(yīng)產(chǎn)物是非對映異構(gòu)體，這使得它們可以通過柱色譜法或結(jié)晶 等方法輕松分離。
2.3 生物催化
生物催化利用從分離的酶到活細(xì)胞等生物化合物進(jìn)行化學(xué)轉(zhuǎn)化。這些試劑的優(yōu)點包括非常高的ees和試劑特異性，以及溫和的操作條件和低環(huán)境影響。生物催化劑在工業(yè)中的應(yīng)用比在學(xué)術(shù)研究中更廣泛；例如在他汀類藥物的生產(chǎn)中。然而，高試劑特異性可能是一個問題，因為它通常需要篩選廣泛的生物催化劑才能找到有效的試劑。
2.4 對映選擇性有機(jī)催化
有機(jī)催化是指催化的一種形式，其中化學(xué)反應(yīng)速率通過由碳、氫、硫和其他非金屬元素組成的有機(jī)化合物來增加。當(dāng)有機(jī)催化劑具有手性時，就可以實現(xiàn)對映選擇性合成；例如，在脯氨酸 存在下，許多碳-碳鍵形成反應(yīng)變?yōu)閷τ尺x擇性，其中羥醛反應(yīng)就是一個主要的例子。有機(jī)催化通常采用天然化合物和仲胺作為手性催化劑；這些催化劑廉價且對環(huán)境友好，因為不涉及金屬。
2.5 手性池合成
手性池合成是最簡單、最古老的對映選擇性合成方法之一。利用易得的手性起始原料，通過連續(xù)反應(yīng)（通常使用非手性試劑）來獲得所需的目標(biāo)分子。當(dāng)產(chǎn)生新的手性物質(zhì)時，例如在SN2反應(yīng)中，這種方法可以滿足對映選擇性合成的標(biāo)準(zhǔn)。
手性池合成對于手性與相對廉價的天然結(jié)構(gòu)單元（例如糖或氨基酸）相似的目標(biāo)分子尤其具有吸引力。然而，分子可進(jìn)行的反應(yīng)數(shù)量有限，可能需要復(fù)雜的合成路線（例如奧司他韋的全合成）。這種方法還需要化學(xué)計量的對映體純起始原料，如果原料不是天然存在的，則成本可能很高。
3. 對映體的分離與分析
同一分子的兩種對映體具有許多相同的物理性質(zhì)（例如熔點、沸點、極性等），因此彼此的行為也相同。因此，它們在薄層色譜法中遷移的 R f 相同，在高效液相色譜法和氣相色譜法中的保留時間也相同。它們的核磁共振譜和紅外光譜也相同。
這使得確定某個過程是否只產(chǎn)生了單一對映體（以及關(guān)鍵的是，它到底是哪種對映體）變得非常困難，也使得從非100%對映選擇性的反應(yīng)中分離對映體變得困難。幸運的是，對映體在其他手性物質(zhì)存在下會表現(xiàn)出不同的行為，可以利用這一點來進(jìn)行分離和分析。
對映體在手性色譜介質(zhì)（例如石英或經(jīng)過手性改性的標(biāo)準(zhǔn)介質(zhì)）上的遷移并不相同。這構(gòu)成了手性柱色譜法的基礎(chǔ)，其可以小規(guī)模用于通過GC和HPLC進(jìn)行分析，或大規(guī)模用于分離手性不純物質(zhì)。然而，該過程可能需要大量的手性填料，而這些填料可能很昂貴。一種常見的替代方法是使用手性衍生劑將對映體轉(zhuǎn)化為非對映體，其方式與手性助劑大致相同。它們具有不同的物理性質(zhì)，因此可以使用常規(guī)方法進(jìn)行分離和分析。被稱為“手性拆分劑”的特殊手性衍生劑用于立體異構(gòu)體的 NMR 波譜分析，這些手性衍生劑通常涉及與手性銪配合物（例如Eu(fod) 3和 Eu(hfc) 3 ）的配位。
外消旋藥物或藥物成分對映體的分離和分析稱為手性分析或?qū)τ尺x擇性分析。最常用的手性分析技術(shù)涉及分離科學(xué)程序，特別是手性色譜方法。
物質(zhì)的對映體過量也可以通過某些光學(xué)方法測定。最古老的方法是使用旋光儀將產(chǎn)物的旋光度與已知成分的“標(biāo)準(zhǔn)”進(jìn)行比較。也可以利用科頓效應(yīng)對立體異構(gòu)體進(jìn)行紫外-可見光譜分析。
確定化合物手性的最準(zhǔn)確方法之一是通過X射線晶體學(xué)確定其絕對構(gòu)型。然而，這是一個勞動密集型的過程，需要生長出合適的單晶。
4. 麥克林不對稱合成試劑及衍生產(chǎn)品介紹
產(chǎn)品優(yōu)勢：
1. 結(jié)構(gòu)新穎、品種繁多
2. 純度等級高
3. 生產(chǎn)工藝先進(jìn)
4. 接受研發(fā)定制
【手性催化劑，配體和試劑專題頁】
【手性助劑專題頁】
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