不對(duì)稱合成，也稱為對(duì)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(huì)）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(duì)映體或非對(duì)映體）產(chǎn)物。”
簡(jiǎn)而言之，它是一種通過有利于形成特定對(duì)映體或非對(duì)映體的方法合成化合物的過程。對(duì)映體是指每個(gè)手性中心具有相反構(gòu)型的立體異構(gòu)體。非對(duì)映體是指在一個(gè)或多個(gè)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(gè)利用不對(duì)稱誘導(dǎo)進(jìn)行對(duì)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(diǎn)介紹麥克林不對(duì)稱合成試劑的化學(xué)特性和方法：
1. 不對(duì)稱合成概述
2. 合成方法
3. 對(duì)映體的分離與分析
4. 麥克林不對(duì)稱合成試劑介紹
1. 不對(duì)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(duì)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(huì)與給定化合物的各種對(duì)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(duì)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(duì)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?yàn)樗鼤?huì)抑制必需B族維生素吡哆醇的作用。
因此，對(duì)映選擇性合成至關(guān)重要，但也可能難以實(shí)現(xiàn)。對(duì)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(duì)映選擇性合成可以通過利用手性特征來實(shí)現(xiàn)，該特征通過過渡態(tài)相互作用，使一種對(duì)映體優(yōu)先于另一種對(duì)映體形成。這種偏向被稱為不對(duì)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(duì)映體所需的活化能低于形成另一種對(duì)映體的活化能。
對(duì)映選擇性加成反應(yīng)的能量分布
對(duì)映選擇性通常由對(duì)映分化步驟的相對(duì)速率決定——對(duì)映分化步驟是指一種反應(yīng)物可以轉(zhuǎn)化為兩種對(duì)映體產(chǎn)物的點(diǎn)。反應(yīng)的速率常數(shù)k是反應(yīng)活化能（有時(shí)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(duì)速率為：
這種溫度依賴性意味著反應(yīng)速率差異，以及對(duì)映選擇性，在較低溫度下會(huì)更大。因此，即使很小的能壘差異也會(huì)導(dǎo)致明顯的效果。
2. 合成方法
2.1 對(duì)映選擇性催化
對(duì)映選擇性催化 (傳統(tǒng)上稱為“不對(duì)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(duì)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(duì)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(duì)映選擇性合成的一個(gè)多功能例子是不對(duì)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(jì)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(duì)一種類型的不對(duì)稱反應(yīng)有效。例如，使用BINAP/Ru進(jìn)行的Noyori不對(duì)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(duì)稱誘導(dǎo)進(jìn)行非對(duì)映選擇性反應(yīng)。反應(yīng)結(jié)束時(shí)，在不會(huì)導(dǎo)致產(chǎn)物外消旋化的條件下，除去助劑。 然后通常會(huì)將其回收以備將來使用。
手性助劑必須按化學(xué)計(jì)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(duì)映體純的產(chǎn)物。此外，助劑指導(dǎo)的反應(yīng)產(chǎn)物是非對(duì)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(diǎn)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(gè)問題，因?yàn)樗ǔＰ枰Y選廣泛的生物催化劑才能找到有效的試劑。
2.4 對(duì)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(shí)，就可以實(shí)現(xiàn)對(duì)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?duì)映選擇性，其中羥醛反應(yīng)就是一個(gè)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(jià)且對(duì)環(huán)境友好，因?yàn)椴簧婕敖饘佟?/p>
2.5 手性池合成
手性池合成是最簡(jiǎn)單、最古老的對(duì)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(shí)，例如在SN2反應(yīng)中，這種方法可以滿足對(duì)映選擇性合成的標(biāo)準(zhǔn)。
手性池合成對(duì)于手性與相對(duì)廉價(jià)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(jì)量的對(duì)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(duì)映體的分離與分析
同一分子的兩種對(duì)映體具有許多相同的物理性質(zhì)（例如熔點(diǎn)、沸點(diǎn)、極性等），因此彼此的行為也相同。因此，它們?cè)诒由V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(shí)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(gè)過程是否只產(chǎn)生了單一對(duì)映體（以及關(guān)鍵的是，它到底是哪種對(duì)映體）變得非常困難，也使得從非100%對(duì)映選擇性的反應(yīng)中分離對(duì)映體變得困難。幸運(yùn)的是，對(duì)映體在其他手性物質(zhì)存在下會(huì)表現(xiàn)出不同的行為，可以利用這一點(diǎn)來進(jìn)行分離和分析。
對(duì)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(duì)映體轉(zhuǎn)化為非對(duì)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(duì)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(duì)映體過量也可以通過某些光學(xué)方法測(cè)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(duì)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(duì)構(gòu)型。然而，這是一個(gè)勞動(dòng)密集型的過程，需要生長出合適的單晶。
4. 麥克林不對(duì)稱合成試劑及衍生產(chǎn)品介紹
產(chǎn)品優(yōu)勢(shì)：
1. 結(jié)構(gòu)新穎、品種繁多
2. 純度等級(jí)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】
【手性砌塊專題頁】
【拆分試劑專題頁】
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