不对称合成
不对称合成利用手性催化剂、手性助剂或手性试剂来控制新的立体中心，优先生成手性产物的一种对映体。
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Definition
不对称合成是指通过手性影响，区分两种可能的立体化学结果，从而制备单一对映体（或对映体过量）的手性化合物。
Scope
本主题涵盖不对称合成的策略——手性助剂、手性试剂和催化不对称反应——包括不对称氢化、环氧化和有机催化，以及通过对映体过量（enantiomeric excess）测量对映选择性。
Core questions
- 手性催化剂或助剂如何使反应偏向一种对映体？
- 与使用化学计量手性试剂相比，催化不对称合成为何特别有价值？
- 对映选择性如何量化和改进？
Key theories
- 催化不对称合成
- 亚化学计量手性催化剂区分对映体过渡态，从非手性起始原料中获得高对映体过量；里程碑式的例子包括不对称氢化和环氧化。
- 手性助剂和有机催化
- 手性助剂暂时连接到底物上以指导立体化学，然后被移除，而小分子有机催化剂则通过明确的过渡态实现对映体控制，且无需金属。
Mechanisms
当手性环境使导致对映体产物的两种非对映异构过渡态能量不相等时，就会产生对映选择性。手性膦-金属络合物或胺有机催化剂等催化剂提供了一个明确的手性口袋，有利于底物的一种接近方式，而手性助剂则将对映选择性转化为更可控的非对映选择性。
Clinical relevance
由于药物对映体在活性和安全性方面可能存在巨大差异，不对称合成对于高效生产单一对映体药物至关重要；该领域的重要性在2001年诺贝尔奖授予诺尔斯（Knowles）、野依（Noyori）和夏普莱斯（Sharpless），以及2021年不对称有机催化奖中得到了认可。
History
诺尔斯的不对称氢化实现了L-多巴的工业合成；野依和夏普莱斯广泛扩展了催化不对称方法，随后有机催化（李斯特和麦克米伦）的兴起增加了无金属维度，标志着诺贝尔奖认可的数十年进展。
Key figures
- William S. Knowles
- Ryoji Noyori
- K. Barry Sharpless
- Benjamin List
- David MacMillan
Related topics
Seminal works
- noyori2002
- careysundberg2007b
Frequently asked questions
- 什么是对映体过量？
- 对映体过量（ee）是指混合物中一种对映体超过另一种对映体的百分比；90%的ee意味着95%的一种对映体和5%的另一种对映体，它是衡量不对称反应选择性的标准指标。
- 催化不对称合成为何如此受推崇？
- 单一手性催化剂可以将大量非手性物质转化为一种对映体，因此手性是催化倍增而非以完整的化学计量量提供，这使得过程更经济且原子效率更高。