氫鍵催化：修订间差异
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[[File:Michaeltakemoto.png|right|thumb|竹本氏（Takemoto）研發的氫鍵催化[[硝烯烴|硝烯]]不對稱米高加成。硫脲以氫鍵連接硝基並穩定其負電荷，胺則為活化親核試劑之鹼基。此為雙官能催化的例子]] |
[[File:Michaeltakemoto.png|right|thumb|竹本氏（Takemoto）研發的氫鍵催化[[硝烯烴|硝烯]]不對稱米高加成。硫脲以氫鍵連接硝基並穩定其負電荷，胺則為活化親核試劑之鹼基。此為雙官能催化的例子]] |
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'''氫鍵催化'''是[[有机催化|有機催化]]反應，以[[氢键|氫鍵]]相互作用加速和控制[[有机反应|有機反應]]。在生物系統，氫鍵在許多酶促反應中起關鍵作用，包括調整受質方向和降低反應門檻。<ref name="Knowles">{{Cite journal |last=Jacobsen |first=E. N. |last2=Knowles, R. R. |date=September 2010 |title=Attractive noncovalent interactions in asymmetric catalysis: Links between enzymes and small molecule catalysts |url=https://dash.harvard.edu/bitstream/handle/1/12724033/PNAS%20RRK%20revision%202%20%28sept%2020%29.pdf?sequence=1 |journal=Proc. Natl. Acad. Sci. |volume=107 |issue=48 |page=20678–20685 |bibcode=2010PNAS..10720678K |doi=10.1073/pnas.1006402107 |pmc=2996434 |pmid=20956302 |doi-access=free}}</ref>然而，化學家最近才開始用氫鍵的力量來催化反應，與[[路易斯酸催化|路易士酸催化]]研究相比，該領域不太發達。<ref>{{Cite journal |last=Jacobsen |first=E. N. |last2=Taylor, M. S. |date=February 2006 |title=Asymmetric catalysis by chiral hydrogen-bond donors |journal=Angew. Chem. Int. Ed. |volume=45 |issue=10 |page=1521–1539 |doi=10.1002/anie.200503132 |pmid=16491487}}</ref> |
'''氫鍵催化'''是[[有机催化|有機催化]]反應，以[[氢键|氫鍵]]相互作用加速和控制[[有机反应|有機反應]]。在生物系統，氫鍵在許多酶促反應中起關鍵作用，包括調整受質方向和降低反應門檻。<ref name="Knowles">{{Cite journal |last=Jacobsen |first=E. N. |last2=Knowles, R. R. |date=September 2010 |title=Attractive noncovalent interactions in asymmetric catalysis: Links between enzymes and small molecule catalysts |url=https://dash.harvard.edu/bitstream/handle/1/12724033/PNAS%20RRK%20revision%202%20%28sept%2020%29.pdf?sequence=1 |journal=Proc. Natl. Acad. Sci. |volume=107 |issue=48 |page=20678–20685 |bibcode=2010PNAS..10720678K |doi=10.1073/pnas.1006402107 |pmc=2996434 |pmid=20956302 |doi-access=free |access-date=2022-11-19 |archive-date=2023-01-06 |archive-url=https://web.archive.org/web/20230106173027/https://dash.harvard.edu/bitstream/handle/1/12724033/PNAS%20RRK%20revision%202%20(sept%2020).pdf?sequence=1 |dead-url=no }}</ref>然而，化學家最近才開始用氫鍵的力量來催化反應，與[[路易斯酸催化|路易士酸催化]]研究相比，該領域不太發達。<ref>{{Cite journal |last=Jacobsen |first=E. N. |last2=Taylor, M. S. |date=February 2006 |title=Asymmetric catalysis by chiral hydrogen-bond donors |journal=Angew. Chem. Int. Ed. |volume=45 |issue=10 |page=1521–1539 |doi=10.1002/anie.200503132 |pmid=16491487}}</ref> |
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供氫鍵體可以多種機制促成反應。反應時，氫鍵可穩定陰離子中間體和[[过渡态|過渡態]]，或結合小陰離子形成活躍親電陽離子；更酸的供體可充當通用酸或特定酸，以質子啟動親電試劑。“雙官能催化”中，親核試劑和親電試劑反應雙方同時啟動，是有效的方法。氫鍵催化中，催化劑份子與受質緊密結合，是促成[[对映异构|選擇對映體]]的有效方法。 |
供氫鍵體可以多種機制促成反應。反應時，氫鍵可穩定陰離子中間體和[[过渡态|過渡態]]，或結合小陰離子形成活躍親電陽離子；更酸的供體可充當通用酸或特定酸，以質子啟動親電試劑。“雙官能催化”中，親核試劑和親電試劑反應雙方同時啟動，是有效的方法。氫鍵催化中，催化劑份子與受質緊密結合，是促成[[对映异构|選擇對映體]]的有效方法。 |
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2023年5月31日 (三) 16:58的最新版本
氫鍵催化是有機催化反應，以氫鍵相互作用加速和控制有機反應。在生物系統，氫鍵在許多酶促反應中起關鍵作用，包括調整受質方向和降低反應門檻。[1]然而，化學家最近才開始用氫鍵的力量來催化反應，與路易士酸催化研究相比，該領域不太發達。[2]
供氫鍵體可以多種機制促成反應。反應時，氫鍵可穩定陰離子中間體和過渡態，或結合小陰離子形成活躍親電陽離子；更酸的供體可充當通用酸或特定酸，以質子啟動親電試劑。“雙官能催化”中，親核試劑和親電試劑反應雙方同時啟動，是有效的方法。氫鍵催化中，催化劑份子與受質緊密結合，是促成選擇對映體的有效方法。
氫鍵催化劑通常易製，相對穩定，且可以合成高對映純度。氫鍵催化反應發表越發頻密，如羥醛加成、地－阿環加成和曼氏反應等可用於合成的常見有機反應之不對稱變體。[3]
然而，氫鍵催化發揮全部合成效用潛力前必須克服幾樣挑戰。目前已知的反應只限於某些受質，加速率和周轉率亦頗低，需高催化劑負載。催化劑常以覆試發現和微調，而化學家對催化劑結構和反應活度關係知之甚少。此外，領域仍未了解遠超一般機理的新發現反應。隨著未來更詳細的結構和機理研究，氫鍵催化有巨大潛力，有用於不對稱合成的前景，可用於高效的新型選定反應。
催化方式
[编辑]穩定四面體中間體
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穩定陰離子部份
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陰離子結合
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質子結合
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多功能策略
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參見
[编辑]延伸閱讀
[编辑]- ^ Jacobsen, E. N.; Knowles, R. R. Attractive noncovalent interactions in asymmetric catalysis: Links between enzymes and small molecule catalysts (PDF). Proc. Natl. Acad. Sci. September 2010, 107 (48): 20678–20685 [2022-11-19]. Bibcode:2010PNAS..10720678K. PMC 2996434
. PMID 20956302. doi:10.1073/pnas.1006402107 . （原始内容存档 (PDF)于2023-01-06）.
- ^ Jacobsen, E. N.; Taylor, M. S. Asymmetric catalysis by chiral hydrogen-bond donors. Angew. Chem. Int. Ed. February 2006, 45 (10): 1521–1539. PMID 16491487. doi:10.1002/anie.200503132.
- ^ Doyle, Abigail G.; Jacobsen, E. N. Small-molecule H-bond donors in asymmetric catalysis. Chem. Rev. December 2007, 107 (12): 5713–5743. PMID 18072808. doi:10.1021/cr068373r.