_氰醇立体选择性合成新进展_耿晓红

2008年第28卷

第7期, 1157～1168

有机化学

Chinese Journal of Organic Chemistry

V ol. 28, 2008 No. 7, 1157～1168

* E-mail: [email protected]

Received July 2, 2007; revised September 24, 2007; accepted December 28, 2008. 国家自然基金(No. 10602007)资助项目.

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型的氰供体还有丙酮氰醇和酰基氰等

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酸催化剂能够得到高产率和高ee 值.

2.1.1.2 C 1-对称的Schiff 碱和相应的配体:

这类催化剂首先是由Inoue 和Oguni 小组[6～8]分别

Scheme 2

报道的.

Inune [6]制备了一系列氨基酸衍生的肽类Schiff 碱的钛配合物. 当使用HCN 与芳香醛或脂肪醛反应时, 这些配合物显示出高催化活性. 但在用TMSCN 的反应中,

立体选择性就很差(Eq. 3).

醛: R ＝烷基或芳基, R＝H; X＝H(或碱金属), TMS等; 酮: R, R＝烷基或芳基

对映纯α-氰醇由手性催化剂诱导氰基对潜手性醛或酮的不对称加成反应获得[3]. 手性催化剂包括金属配合物催化剂, 有机小分子催化剂和生物催化剂. 以下分别加以叙述.

2 金属配合物催化的立体选择性氢氰化和硅氰化反应

2.1 用于醛的立体选择性氢氰化反应和硅氰化反应的金属配合物

2.1.1 钛配合物催化剂

在用金属配合物催化立体选择性氢氰化和硅氰化反应的研究中, 迄今研究得最为广泛的是钛配合物催化剂.

20世纪80年代末Narasaka [4]报道了钛-Taddol 催化的醛的对映选择性硅氰化反应. 这是第一个用于立体选择性制备α-氰醇的催化剂, 从而揭开了金属配合物催化对映选择性氢氰化和硅氰化反应研究的序幕. 2.1.1.1 酒石酸酯配体

第一个应用于立体选择性硅氰化的催化量的钛催化体系是Oguni [5]建立的L -(＋)-酒石酸二异丙酯-钛(IV)催化体系(Eq. 2). 在这个反应中, 必须使用添加剂(相对于钛的2倍物质的量的异丙醇) 才能获得对映选择性好的产物.

对含较复杂取代基的底物, 这个催化体系不能得到好的结果, 但它清楚证明了在硅氰化反应中运用

Lewis

在上述的肽类催化剂中, 各官能团对产物的影响如下: 氮端残基的性质影响产物的绝对构型; 碳端残基则影响对映选择性的程度; 酰胺的存在决定了催化剂的高效性[7].

Oguni [8]筛选了一系列用于催化醛与TMSCN 的不对称硅氰化的β-氨基醇的钛配合物(Eq. 4). 机理研究揭示反应的立体化学是由于氨基醇上的取代基遮蔽了活化的底物醛的一侧而导致的[9].

其他小组[10]发展了与钛形成配合物催化剂的β-氨基醇衍生的Schiff 碱. 这些配体催化的反应的ee 值最高达到85%.

根据Chio [11]报道, 运用Ti(OPr-i ) 4和手性2-氨基醇的磺酰胺生成的配合物(例如配体6) 催化以TMSCN 为氰供体的醛的硅氰化反应, 得到了很好的结果(Eq. 5).

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Scheme 3

高速(反应时间少于1 h).

2.1.1.3 C 2对称的Schiff 碱和相应的配体

1996年, Jiang等[12]研究了1,2-二苯基亚乙基二胺衍生的C 2对称的Schiff 碱7, 将其用于TMSCN 对醛的加成(Eq. 6).

Scheme 4

在对配合物9的机理研究所揭示的催化循环体系中, 反应物醛与氰供体(TMSCN)被同时活化[16](Scheme 5).

通过使用10作催化剂, Belokon和North [17]还建立了

使用非挥发性氰供体(如KCN) 的反应体系, 产物ee 值高达93%. 这是在将反应体系工业化的研究中迈进的一大步.

其它的由C 2对称的Schiff 碱衍生的钛配合物也在醛的硅氰化反应中表现出高催化活性, 例如Che [10b], Chen [18]和Uang [19]等小组的研究结果.

大多数C 2对称的Schiff 碱体系需要低反应温度, 长反应时间和用TMSCN 作为氰源. 与此相比, Belokon和North 的工作是一个振奋人心的特例, 这使得他们的反应有可能成为大规模制备的一个选择. 但遗憾的是, 他们的体系不适用于缺电子芳香醛和脂肪醛.

几乎同时, Belokon和North [13]也研究了由对映纯1,2-二氨基环己烷和取代的水杨醛反应后得到的一系列配体, 发现3-叔丁基取代的配体具有最好的效果.

在此基础上, 1997年, 他们[14]得到了高效配体8, 发现它的TiCl 4配合物9是一个易于分离的晶体, 其结构能通过X-ray 明确确定(Scheme 3). 这对于反应机理研究是极其重要的.

机理研究[15]表明, 真正有效的催化剂是9与等物质的量的水反应所得的配合物10 (Scheme 4). 使用配合物10可实现硅氰化反应的低催化剂量(0.1 mol%)、室温和

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Scheme 5

2.1.1.4 BINOL衍生的配合物

Reetz 等[20]首先报道此类配合物的催化系统, 但催化剂的绝对构型未能确定.

Nakai [21]报道的BINOL 衍生的配合物11催化的硅氰化反应在室温下进行(Eq. 7).

碱催化剂13. 此类配体的钛配合物催化的硅氰化反应在室温下得到高达98%的ee 值(Eq. 9).

近来, Seebach[22]通过运用聚合物联结的BINOL 类似物对这个反应进行了改进, 提高了产物ee 值, 并使得催化剂易于分离和重复使用.

Belokon 和North [23]对BINOL 的结构进行了修饰, 将配体12的Ti 配合物用于硅氰化反应(Eq. 8).

对一系列脂肪醛底物, BINOL衍生的配合物系统能在相对较高的反应温度下可得到高ee 值产物. 2.1.1.5 双官能团Lewis 酸/Lewis碱催化剂

1999年初Buono [25]报道了双官能团Lewis 酸

/Lewis

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Tang 小组[26]发展的配体14 在0 ℃下得到高ee 值(Eq. 10).

Feng [27]报道的新型的N , N' -二氧化Ti 配合物15在使用对甲基苯甲酸做添加剂的条件下, 可得到相当好的结果(Eq. 11).

此外还有Rowland [28]发展了含亚砜基团的配体的钛配合物, 对一系列底物的硅氰化反应得到了中等的对映选择性.

2.1.2 其它金属配合物 2.1.2.1 钒配合物

Belokon 和North

[29]

通过使用BINOL 衍生物双官能团配体的铝配合物

发展了用于芳香醛和脂肪醛底

19, Shibasaki[32]开辟了铝催化剂的新领域(Eq. 15). 在最佳反应条件下芳香醛和脂肪醛都能得到高ee 值的产物

物的硅氰化反应的钒配合物催化剂16, 在室温下可得到ee 值高达95%的产物(Eq. 12). 在钒配合物反应体系中, 可以使用KCN, 在氰供体的改进方面是很大的成功.

Khan [30]成功地制备了聚合物固定化的salen 型配体的钒配合物催化剂17, 取得了很好的反应结果, 且催化剂易于回收和再利用(Eq. 13). 2.1.2.2 铝配合物

Iovel [31]用pybox 18和AlCl 3作催化剂, 在0～10 ℃下对醛进行硅氰化反应, 得到高ee 值的产物

(Eq. 14).

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Shibasaki [33]还发展了铝配合物20催化的反应, 产物ee 值高达98%, 而且不需要添加剂(Eq. 16).

得到了较高的ee 值(Eq. 19).

以Shibasaki 的成果为基础, Saa等[34]设计了使用配体21的, 易于循环使用的铝催化剂, 其特点是可将氰基甲酸甲酯高对映选择性加成到醛上(Eq. 17).

另一个由Feng [44]报道的配体25的Ti 配合物与添加

剂26共用, 对一系列甲基酮底物取得相当好的催化效果(Eq. 20).

由于上述的这些发展, 铝成为钛之后第二种被广泛研究的用于醛的氢氰化和硅氰化反应的Lewis 酸催化剂.

除了上述的金属配合物, 其它金属催化剂, 如Kobayashi [35]研究的Sn(II)催化剂; Corey[36]研究的镁催化剂及其添加剂; Abiko和Wang [37]研究的Y 催化剂以及Qian 小组和Greeves 小组[38]研究的La 催化剂, Vale小组[39]研究的Eu 催化剂和添加剂, Aspinall小组[40]的Yb 催化剂等也能得到很好的反应结果.

2.2 用于酮的立体选择性氢氰化和硅氰化反应的催化剂

相对于醛, 酮的立体选择性氢氰化和硅氰化反映的研究起步较晚, 难度也较高. 第一种用于酮的对映选择性硅氰化反应的催化剂是Chio [41] 1997年发展的钛催化剂. 2000年, Shibasaki[42]得到了第一种用于酮类底物的对映选择性硅氰化反应的真正广谱的催化体系: 22＋Ti(OPr-i ) 4 (Eq. 18).

Feng

[43]

通过研究镧系催化剂, Feng和Jiang [45]发现无论是芳香酮或脂肪酮, 27和钆的配合物都能得到很好的结果. 值得注意的是, 运用钆催化体系, 所得到的立体化学结果与钛刚好相反(Eq. 21).

Corey [46]设计的手性氧氮硼杂环类催化剂28, 对甲

研制了用商业上易得的配体23制备的

Lewis 酸与手性路易斯碱24添加剂相结合的催化体系

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Piarulli [50]设计了硫脲类催化剂30, 31, 将其应用于醛的不对称硅氰化反应(Eq. 24).

基酮类底物的对映选择性硅氰化反应取得了很好的反应结果(Eq. 22).

Jacobson [51]尝试了使用硫脲类催化剂32, 33, 对苯乙酮进行不对称硅氰化反应, 取得了相当高的ee 值(Eq.

25).

还有许多Lewis 酸类催化剂也被用于酮类底物的对映选择性硅氰化反应, 并取得了很好的结果. 如Kim 的salen 类配体Mn 配合物[47]和Al 配合物[48]等.

Snapper [49]发展了一种肽络合的铝配合物29, 对芳香酮和脂肪酮底物都有效(Eq. 23).

Feng [52]报道了手性氨基酸碱金属盐34～39催化的苯乙酮的不对称硅氰化反应, ee 值可高达94%, 这类催化剂可以说是迄今为止最易得的不对称硅氰化反应的催化剂了(Eq. 26).

Deng 和Tian [53]报道了用不同的金鸡纳生物碱(40, 41) 对酮的氰基甲酸乙酯的加成反应进行催化, 得到出色的效果. 此体系适用于脂肪酮, 环酮和空间位阻大的酮, 最大特点是用其他的氰供体代替了通常使用的

TMSCN (Eq. 27).

3 不含金属的有机小分子催化剂

除了金属配体催化剂以外, 近来报道的不含金属的有机小分子催化剂催化的立体选择性氢氰化和硅氰化反应异军突起, 有很大的发展空间, 为本领域开辟了新

4 生物催化的立体选择性氢氰化反应

某些天然产物中存在手性α-氰醇单元, 它们以糖苷的形式[54]广泛存在于高等植物如木薯、高粱和蔷薇科植物中, 此外在蕨类植物、细菌、真菌和昆虫中也有发现.

的途径. 受到了广泛关注.

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化活化, 接着被由His 残基催化脱质子的HCN 进攻, 从而实现反应[56].

设想的酶催化不对称合成α-氰醇的反应过程如

Scheme 6.

Scheme 6

4.1 醛的酶催化对映选择性氢氰化反应

早在1908年, Rosenthaler[57]就发现了用苦杏仁HNL 催化HCN 和苯甲醛加成制备扁桃腈的反应, 这是酶控制的不对称合成α-氰醇的最早例子. 五十多年后, Pfeil [58]重拾了这个思想, 他从苦杏仁中分离纯化并鉴定了(R )-HNL, 把该反应发展为一个更普遍的方法. 除了接受天然的底物苯甲醛外, 也能用于其它芳香醛, 以及各种饱和的和不饱和的脂肪醛、杂芳醛等, 生成相应的(R )-氰醇. 对苯甲醛, 获得了当时很难获得的高达86%的ee 值. 遗憾的是, 因为反应是在水相缓冲液中进行的, 对大多数醛, 光学产率很低.

在以后的二十多年中, 提高产物对映纯度的努力均未获成功. 这主要是因为HCN 对醛的自发的非酶促化

学加成与酶催化反应竞争, 导致外消旋产物的生成, 因此产物的ee 值下降(Scheme 7).

氰苷在生物体内酶催化作用下的产氰代谢途径[55]

为: 首先, 氰苷在β-糖苷酶催化下水解产生碳水化合物和α-氰醇, 然后, α-氰醇在体内的羟腈裂解酶(Hydroxynitrile lyase, 简称HNL, 又名Oxynitrilase) 催化下进一步分解为羰基化合物和HCN. 这是一个可逆的催化过程. 因此利用最后一步反应的逆反应, 可以合成手性α-氰醇.

底物醛或酮与酶的氨基酸残基相结合, 其某一侧被遮蔽, 使HCN 只可从另一侧进攻羰基, 从而立体选择性地得到某一种手性产物.

从不同酶源分离纯化得到的各种羟腈裂解酶(HNL)可分为两大类: FAD(黄素腺嘌呤二核苷酸) 依赖型HNL 和FAD 非依赖型HNL, 其中FAD 起到辅酶的作用. 实际上, 只有蔷薇科植物含有此种辅酶. 这种辅酶不直接参与催化, 但起着稳定结构的作用. 羟腈裂解酶的催化机理还没有完全阐明, 但以下解释最为可能: 醛或酮形成半缩醛或半缩酮, 然后羰基氧被酶Ser 和Thr 残基催

Scheme 7

1987年, Effenberger[59]受Klibanov 非水相中进行酶反应的结果所启发, 重新在有机溶剂中对该反应进行研究, 取得了突破性进展. 他用含纯化(R )-HNL 固定化酶的水缓冲相与含底物的有机溶液组成了两相反应体系, 通过pH 值的控制(pH 5.5以下), 使得HCN 对醛的自发的非酶加成被抑制, 对大多数底物醛, 即使反应活性较低的醛, 也取得了很高ee 值的α-氰醇.

Effenberger 的两相反应体系的优点是可通过较短时间的反应获得较高ee 值的产物; 缺点是必须使用纯化的HNL 及特定的固定化载体, 酶成本高, 稳定性下降, 易损失或失活; 同时需要调控两相混合和水相的pH 值, 操作不便.

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1997年, Lin[60]发现在4～30 ℃下, 在水饱和的异丙醚溶液中, 水含量约9%的杏仁粉(微水相酶反应体系) 有很好的催化活性. 这是由于微水相酶反应体系维持了酶催化反应所必需的水分, 酶分子处在与植物体内类似的微环境中, 催化分散于有机溶剂中的底物的氢氰化反应, 产生的α-氰醇从催化剂表面返回有机溶剂中.

在微水相酶反应体系中, 有机相只作为底物和反应物的存储仓库, 酶源粉相当于精致的高性能转化器, 反应体系中不存在宏观水相, 底物很容易被酶源粉吸附, 经酶转化为产物. 其催化反应性能与介质中的水分含量没有多大关系, 而仅依赖于酶源粉的自然保湿性. 这一体系的建立为酶法合成手性α-氰醇的研究提供了一条新的思路和方法; 为工业规模酶源粉的制备, 高稳定性高活性酶粉的回收与重复利用奠定了基础.

运用此体系, Lin[61]首次立体选择性合成了(R )-氟代扁桃腈(Eq. 28).

降低羰基的活性, 使得产率降低; 强吸电子基团如硝基的存在, 使得产物活性加强, 在微水相酶反应体系的弱酸性条件下很快分解, 得到焦炭状物质; 较弱的吸电子基团, 如乙酰基和氰基, 由于适当降低了杂环上的电荷密度, 对醛 C ＝O 的反应性起了一定的活化作用, 从而使反应得到中等的产率和ee 值.

Entry Fn Time/h t /℃ Yield/%1 4-Fluoro 2 2-Fluoro 3 3,4-Difluoro 4 2,3-Difluoro 5 2,6-Difluoro 6 3,4,5-Trifluoro 7 Pentafluoro

ee/%

Scheme 8

在微水相酶反应体系的基础上, Lin[62]还设计了杏仁酶微水相酶反应体系的柱流动相反应装置, 以15 g脱脂杏仁粉将2 mol苯甲醛高立体选择性高产率地转化为(R )-扁桃腈. 经过几次反应循环, 产率和对映选择性都未降低, 该反应体系也适用于其它底物, 这为光学纯α-氰醇的规模化制备提供了一条新路. 4.2 酮的酶催化对映选择性氢氰化反应

在酮类底物方面, 运用(R )-HNL, 在柠檬酸缓冲液中, Effenberg和Heid [63a]以95%～98%的ee 值和40%～94%的产率对四个甲基酮进行了对映选择性氢氰化; 在异丙醚中, 用相同的(R )-HNL 对乙基酮底物的反应得到了7%～33%的产率和66%～90%的ee 值. Kiljun和Kanerva [63]也得到类似的结果. 此结果体现了(R )-HNL 有限的底物容耐性. 迄今为止唯一一个成功运用的复杂酮底物是二环[3.2.0]庚-2-烯-6-酮, 在(R )-HNL 催化下, 它与丙酮氰醇反应5 d, 以26%的产率得到相应的对映纯氰醇(Eq. 29).

24 20 90 94.2 24 20 96 84 24 28 71 84.3 24 20 92 46.1 24 12 70 41.0 48 12 37 24 12 90

0 0

从上述反应结果可以看出, 苯环上氟原子的数目和取代位置对产物ee 值有直接影响, 氟原子数目的增加导致产率和ee 值的明显下降. 另外, 邻位取代相对于其它位置会引起ee 值更显著的降低. 这是由于作为一种强吸电子基, 氟令底物羰基碳的亲电性增强, 这使得与酶催化反应竞争的非酶反应变得容易; 而且, 氟的取代也使产物氰醇的α氢原子的酸性增强, 这使酶促产物的消旋化变得容易. 以上两个原因使得反应的立体选择性降低.

杂环类α-氰醇因为可用作许多生物活性物质的合成砌块, 从而具有相当的重要性. 对以下的对映选择性氢氰化产物, 微水相酶反应体系给出了与传统方法相似或更好的结果(Scheme 8)[62].

杂芳基甲醛的对映选择性氢氰化反应中, 含氮杂环的反应效果通常较差; 由于空间位阻的原因, 取代基的导入通常会使反应的产率和ee 值下降; 给电子基团会

除了杏仁羟腈裂解酶, 人们还研究了其他的植物酶源. 亚麻子中的(R )-HNL 对取代基较小的酮类底物, 如2-丁酮和2-戊酮有很好的催化活性, 能以高产率和90%以上的ee 值得到相应的产物. Kiljun和Kanerva 测试了

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由苹果、杏、樱桃和棕榈中得到的(R )-HNL, 发现相对杏仁(R) -HNL, 苹果中的(R )-HNL 对空间位阻大的底物有着更高的活性. 而且, 它对甲基酮底物的反应结果也比杏仁(R )-HNL 高出3%～5%的ee 值. 另外, 桃的(R )-HNL 表现出与杏仁(R )-HNL 类似的催化特性, 而枇杷的(R )-HNL 的底物容耐性, 反应活性都不如杏仁(R )-HNL.

4.3 (S )-羟腈裂解酶催化对映选择性氢氰化反应

(S )-氰醇裂解酶不如(R )-羟腈裂解酶那样广泛存在于自然界. 但在最近十几年中, 对它催化的对映选择性氢氰化反应的研究也取得了一些进展.

Kiljun 和Kanerva [64]从S . bicolour 中提取了(S) -羟腈裂解酶, 以苯甲醛为底物, 丙酮氰醇为氰供体, 反应10 d 后以91%的产率和90%的ee 值得到(S )-扁桃腈. 此(S )-HNL 对一系列芳香醛底物都取得了高转化率和高ee 值(90%), 但芳环上的对位的大取代基会使反应结果变差.

第二种(S )-氰醇裂解酶是Effenberg [65]从木薯中得到的. 用它催化了15种醛类底物(芳醛、脂肪醛、α, β-不饱和醛), 除丙烯醛产物的ee 值较低(56%)外, 其它产物的ee 值都高于85%. 最佳反应条件是将木薯(S )-HNL 固定于硝基纤维素, 以HCN 为氰供体, 异丙醚为溶剂. 对甲基酮类底物, 这种固定化的(S )-HNL 表现出较狭的底物谱, 只有4-甲基-戊-2-酮得到了较好的反应结果(61%产率, 91% ee 值).

第三种(S )-氰醇裂解酶来自橡胶树. Griengl[66]以丙酮氰醇为氰供体, 脂肪醛底物的反应产物的ee 值为67%～85%. α, β-不饱和脂肪醛为底物时, ee 值达到80%～95%. 当在0 ℃下, 以pH ＝4的柠檬酸盐缓冲液为反应介质, KCN为氰供体时, 肉桂醛、芳香醛和杂芳香醛底物都得到很好的反应结果, ee 值高于90%.

Roberge [67]从亚麻中得到了(S )-HNL, 以pH ＝4的柠檬酸盐缓冲液为反应介质, TMSCN为氰供体, 在20 ℃下尝试对一系列的芳酮和含芳基取代基的脂肪酮进行硅氰化反应, 发现其对1-芳基-1-丙酮类底物和含芳基取代基的脂肪酮类底物有着较好的催化活性(前者ee 值可高达90%, 后者ee 值可高达95%).

配合物催化体系. 其中经过Belokon 和North 的研究, Ti与C 2对称的Schiff 碱的配合物的催化体系不仅取得了很好的催化结果, 而且催化剂的结构和催化机理都被确定, 为以后的研究打下了很好的基础. 其它的各类催化剂, 特别是近来发展的双官能团配体催化体系, 在各类底物上都取得了令人感兴趣的结果. 另外, 近几年来异军突起的不含金属的有机小分子催化剂取得了很大进展. 其中Feng 的研究发现了迄今为止最易得的高效不对称硅氰化反应的催化剂, 为此类反应今后的大规模应用创造了很好的条件.

近几年生物催化的研究随着传统的杏仁(R )-HNL 的应用方法上的发展, 各种新酶源, 特别是(S )-氰醇裂解酶源的开发, 也取得了可观的成就, 可以与化学催化方法互为补充. 介于金属配合物催化剂和生物催化剂之间的有机小分子催化剂是最近受到重视的新领域, 在不对称氢氰化和硅氰化反应中已经有了良好的开端, 具有很大的发展空间.

但是, α-氰醇的对映选择性合成还存在一些问题需要解决: (1)反应使用的氰供体都是高毒性的化合物, 而且其挥发性越高, 操作的安全问题就越大. 今后应开发使用低挥发性氰供体如KCN 或NaCN 的反应体系. 在工业规模制备中, 这一点尤其重要. (2)目前使用的催化剂, 尤其是生物催化剂, 对底物的适用范围尚有局限性. 为了合成结构复杂的对映纯α-氰醇, 还需要发展新的催化剂或制备途径.

References

1 (a) Zandbergen, P.; Brussee, J.; van der Gen, A.; Kruse, C.

G . Tetrahedron : Asymmetry 1992, 3, 769.

(b) Hayashi, M.; Yoshiga, T.; Nakatani, K.; Ono, K.; Oguni, N. Tetrahedron 1994, 50, 2821.

(d) Effenberger, F.; Gutterer, B.; Jager, J. Tetrahedron : Asymmetry 1997, 8, 459.

(e) Hulsbos, E.; Marcus, J.; Brussee, J.; van der Gen, A. Tetrahedron : Asymmetry 1997, 8, 1061.

(f) Syed, J.; Forster, S.; Effenberger, F. Tetrahedron : Asym-metry 1998, 9, 805.

2 (a) Yabu, K.; Masumoto, S.; Yamasaki, S.; Hamashima, Y.;

Kanai, M.; Du, W.; Curran, D. P.; Shibasaki, M. J . Am . Chem . Soc . 2001, 123, 9908.

(b) Lin, G..-Q.; Lu, W.-Y.; Chen, P.-R. CN 1743309, 2006 [Chem. Abstr. 2006, 145, 103431I].

(d) Arlt, D.; Jautelat, M.; Lantzsch, R. Angew. Chem., Int . Ed . Engl . 1981, 20, 703.

5 小结

近几十年来, 对映选择性氢氰化和硅氰化反应的研究有了很大的进展. 其发展主要集中于金属配合物催化和生物催化两个领域. 金属配合物催化的硅氰化反应由于发展了一大批高效的手性催化剂, 已经成为制备对映纯α-氰醇的主要方法. 最为成熟. 研究最为详尽的是Ti

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5 6

7 8 9

11 12

(a) Gregory, R. J. H. Chem . Rev . 1999, 99, 3649.

(b) Brussee, J.; Van der Gen, A. Stereoselective Biocatalysis, Ed.: Patel, R. N., Marcel Dekker, New York, 2000, pp. 289～320.

(c) Effenberg, F. Stereoselective Biocatalysis, Ed.: Patel, R. N., Marcel Dekker, New York, 2000, pp. 321～342. (d) North, M. Tetrahedron : Asymmetry 2003, 14, 147.

(e) Brunel, J.-M.; Holems, I. P. Angew. Chem., Int . Ed . 2004, 43, 2752.

(a) Narasaka, K.; Yamada, T.; Minamikawa, H. Chem . Lett . 1987, 2073.

(b) Minamikawa, H.; Hayakawa, S.; Yamada, T.; Iwasawa, N.; Narasaka, K. Bull . Chem . Soc . Jpn . 1988, 61, 4379. Hayashi, M.; Matsuda, T.; Oguni, N. J . Chem . Soc ., Chem . Commun . 1990, 1364.

(a) Mori, A.; Nitta, H.; Kudo, M.; Inoue, S. Tetrahedron Lett . 1991, 32, 4333.

(b) Mori, A.; Ohno, H.; Nitta, H.; Tanaka, K.; Inoue, S. Synlett 1991, 563.

Nitta, H.; Yu, D.; Kudo, M.; Mori, A.; Inoue, S. J . Am . Chem . Soc . 1992, 115, 6778.

Hayashi, M.; Miyamoto, Y.; Inoue, T.; Oguni, N. J . Chem . Soc ., Chem. Commun. 1991, 1752.

(a) Hayashi, M.; Inoue, T.; Miyamoto, Y.; Oguni, N. Tetra-hedron 1994, 50, 4385.

(b) Hayashi, M.; Miyamoto, Y.; Inoue, T.; Oguni, N. J . Org . Chem . 1993, 58, 1515.

(a) Jiang, Y. Z.; Zhou, X. G.; Wenbao, H.; Zhi, L.; Mi, A. Q. Tetrahedron : Asymmetry 1995, 6, 2915.

(b) Flores-Lopez, L. Z.; Parra-Hake, M.; Somanathan, R.; Walsh, P. J. Organometallics 2000, 19, 2153.

(d) Gama, A.; Flores-Lopez, L. Z.; Aguirre, G.; Parra-Hake, M.; Somanathan, R.; Cole, T. Tetrahedron : Asymmetry 2005, 16, 1167.

You, J.-S.; Gau, H.-M.; Chio, M. C. K. Chem . Commun . 2000, 1963.

(a) Pan, W.; Feng, X.; Gong, L.; Hu, W.; Li, Z.; Mi, A.; Ji-ang, Y. Synlett 1996, 337.

(b) Jiang, Y.; Gong, L.; Feng, X.; Hu, W.; Pan, W.; Li, Z.; Mi, A. Tetrahedron 1997, 53, 14327.

Belokon, Y.; Ikonnikov, N.; Moscalenko, M.; North, M.; Orlova, S.; Tararov, V.; Yashkina, L. Tetrahedron : Asymme-try 1996, 7, 851.

(a) Belokon, Y.; Flego, M.; Ikonnikov, N. S.; Moscalenko, M.; North, M.; Orizu, C.; Tararov, V.; Tasinazzo, M. J . Chem . Soc ., Perkin Trans. 1 1997, 1293.

(b) Belokon, Y. N.; Yashkina, L. V.; Moscalenko, M. A.; Chesnokov, A. A.; Kublitsky, V. S.; Ikonnikov, N. S.; Or-lova, S. A.; Tararov, V. I.; North, M. Russ . Chem . Bull . 1997, 46, 1936.

Belokon, Y. N.; Caveda-Cepas, S.; Green, B.; Ikonnikov, N. S.; Khrustalev, V. N.; Larichev, V. S.; Moscalenko, M. A.;

18 19

20 21 22 23

25 26 27 28 29

30 31 32 33 34

North, M.; Orizu, C.; Tararov, V. I.; Tasinazzo, M.; Ti-mofeeva, G. I.; Yashkina, L. V. J . Am . Chem . Soc . 1999, 121, 3968.

Belokon, Y. N.; Green, B.; Ikonnikov, N. S.; Larichev, V. S.; Lokshin, B. V.; Moscalenko, M. A.; North, M.; Orizu, C.; Peregudov, A. S.; Timofeeva, G. I. Eur . J . Org . Chem . 2000, 2655.

(a) Belokon, Y. N.; Gutnov, A. V.; Moscalenko, M. A.; Yashkina, L. V.; Lesovoy, D. E.; Ikonnikov, N. S.; Larichev, V . S.; North, M. Chem . Commun . 2002, 244.

(b) Belokon, Y. N.; Carta, P.; Gutnov, A. V.; Maleev, V.; Moscalenko, M. A.; Yashkina, L. V.; Ikonnikov, N. S.; V oskoboev, N. V.; Khrustalev, V. N.; North, M. Helv . Chim . Acta 2002, 85, 3301.

Chen, C.; Lee, P.-T. Tetrahedron : Asymmetry 2005, 16, 2704.

(a) Hwang, C.-D.; Hwang, D.-R.; Uang, B.-J. J . Org . Chem . 1998, 63, 6762.

(b) Chang, C.-W.; Yang, C.-T.; Huang, C.-D.; Uang, B.-J. Chem . Commun . 2002, 54.

Reetz, M. T.; Kyung, S.-H.; Bolm, C.; Zierke, T. Chem . Ind . 1986, 824.

Mori, M.; Imma, H.; Nakai, T. Tetrahedron Lett. 1997, 38, 6229.

Sellner, H.; Faber, C.; Rheiner, P. B.; Seebach, D. Chem . Eur . J . 2000, 6, 3692.

Belokon, Y. N.; Chusov, D.; Borkin, D. A.; Yashkina, B. L.; Dmitriev, A. V.; Katayev, D.; North, M. Tetrahedron : Asymmetry 2006, 17, 2328.

(a) Bolm, C.; Muller, P. Tetrahedron Lett. 1995, 36, 1625. (b) Bolm, C.; Muller, P.; Harms, K. Acta Chem . Scand . 1996, 50, 305.

Brunel, J.-M.; Legrand, O.; Buono, G. Tetrahedron : Asym-metry 1999, 10, 1979.

Yang, Z.-H.; Zhou, Z.-H.; Wang, L.-X.; Li, K.-Y.; Zhou, Q.-L.; Tang, C.-C. Synth . Commun . 2002, 32, 2751.

Zeng, B.; Zhou, X.; Liu, X.; Feng, X. Tetrahedron 2007, 63, 5129.

Rowland, G. C. Synlett 2003, 236.

(a) Belokon, Y. N.; North, M.; Parsons, T. Org . Lett . 2000, 2, 1617.

(b) Belokon, Y. N.; Green, B.; Ikonnikov, N. S.; North, M.; Parsons, T.; Tararov, V. I. Tetrahedron 2001, 57, 771.

Khan, N.; Agrawal, S.; Kureshy, R.; Abdi, S. H. R.; Mayani, V . J.; Jasra, R. V. Tetrahedron : Asymmetry 2006, 17, 2659. Iovel, I.; Popelis, Y.; Fleisher, M.; Lukevics, E. Tetrahedron : Asymmetry 1997, 8, 1279.

Hamashima, Y.; Sawada, D.; Kanai, M.; Shibasaki, M. J . Am . Chem . Soc . 1999, 121, 2641.

Kanai, M.; Hamashima, Y.; Shibasaki, M. Tetrahedron Lett. 2000, 41, 2405.

(a) Casas, J.; Najera, C.; Sansano, J. M.; Saa, J. M. Org . Lett . 2002, 4, 2589.

(b) Casas, J.; Baeza, A.; Sansano, J. M.; Najera, C.; Saa, J.

1168

有机化学 V ol. 28, 2008

35 36 37 38

39 40 41 42

43 44 45 46 47 48 49 50

51 52 53

M. Tetrahedron : Asymmetry 2003, 14, 197.

Kobayashi, S.; Tsuchiya, Y.; Mukaiyama, T. Chem . Lett . 1991, 541.

Corey, E. J.; Wang, Z. Tetrahedron Lett. 1993, 34, 4001. (a) Abiko, A.; Wang, G.-Q. J . Org . Chem . 1996, 61, 2264. (b) Abiko, A.; Wang, G.-Q. Tetrahedron 1998, 54, 11405. (a) Qian, C.; Zhu, C.; Huang, T. J . Chem . Soc ., Perkin Trans . 1 1998, 2131.

(b) Aspinall, H. C.; Greeves, N.; Smith, P. M. Tetrahedron Lett . 1999, 40, 1763.

Vale, J. A.; Faustino, W. M.; Menezes, P. H.; Sa, G. F. Chem . Commun . 2006, 3340.

Aspinall, H. C.; Bickley, J. F.; Greeves, N.; Kelly, R. V.; Smith, P. M. Organometalloics 2005, 24, 2458.

Chio, M. C. K.; Chan, S. S.; Matsumoto, K. Tetrahedron Lett . 2000, 41, 7457.

(a) Hamashima, Y.; Kanai, M.; Shibasaki, M. J . Am . Chem . Soc . 2000, 122, 7412.

(b) Hamashima, Y.; Kanai, M.; Shibasaki, M. Tetrahedron Lett . 2001, 42, 691

Chen, F.; Feng, X.; Qin, B.; Zhang, G.; Jiang, Y. Org . Lett . 2003, 5, 949.

Li, Q.; Liu, X.; Wang, J.; Shen, K.; Feng, X. Tetrahedron Lett . 2006, 47, 4011.

Shen, Y.; Feng, X.; Zhang, G.; Jiang, Y. Synlett 2002, 1353. Ryu, D. H.; Corey, E. J. J . Am . Chem . Soc . 2005, 127, 5384. Kim, S. S.; Lee, S. H.; Kwak, J. M. Tetrahedron : Asymmetry 2006, 17, 1165.

Kim, S. S.; Kwak, J. M. Tetrahedron 2006, 62, 49.

Deng, H.; Isler, M. P.; Snapper, M. L.; Hoveyda, A. H. Angew. Chem., Int . Ed . 2002, 41, 1009.

Steele, R. M.; Monti, C.; Gennari, C.; Piarulli, U.; Andreoli, F.; Vanthuyne, N.; Roussel, C. Tetrahedron : Asymmetry 2006, 17, 999.

Fuerst, D. E.; Jacobson, E. N. J . Am . Chem . Soc . 2005, 127, 8964.

Liu, X.; Qin, B.; Zhou, X.; He, B.; Feng, X. J . Am . Chem . Soc . 2005, 127, 12224

(a) Tian, S.-K.; Deng, L. J . Am . Chem . Soc . 2001, 123, 6195.

(b) Tian, S.-K.; Hong, R.; Deng, L. J . Am . Chem . Soc . 2003, 125, 9900.

54 Wajant, H.; Effenberger, F. Biol . Chem . 1996, 377, 611. 55 Kuroki, G. W.; Poulton, J. E. Arch . Biochem . Biophys . 1986,

247, 433.

56 (a) Trummler, K.; Roos, J.; Schwaneberg, U.; Effenberger,

F.; Forster, S.; Pfizenmaire, W. W. Plant Sci. 1998, 139, 19. (b) Gruber, K.; Gugganig, M.; Wagner, U. G.; Kratky, C. Biol . Chem . 1999, 380, 993.

(d) Johnson, D. V.; Griengl, H. Adv . Biochem . Eng ./Bio-technol . 1999, 63, 32.

(e) Schmidt, M.; Griengl, H. Top . Curr . Chem . 1999, 200, 194.

57 Rosenthaler, L. Biochem . Z . 1908, 14, 238.

58 (a) Becker, W.; Benthin U.; Eschenhof, E.; Pfeil, E. Bio-chem . Z . 1963, 337, 156; 1966, 346, 301.

(b) Becker, W.; Freund, H.; Pfeil, E. Angew. Chem . Int . Ed . Engl . 1965, 4, 1079.

(c) Becker, W.; Pfeil, E. J . Am . Chem . Soc . 1966, 88, 4299. 59 Effenberger, F.; Ziegler, T.; Forster, S. Angew . Chem ., Int .

Ed . Engl . 1987, 26, 458.

60 Han, S. Q.; Lin, G. Q.; Li, Z. Y. Tetrahedron : Asymmetry

1998, 9(11), 1835.

61 Han, S. Q.; Chen, P. R.; Lin, G. Q.; Huang, H.; Li, Z. Y.

Tetrahedron : Asymmetry 2001, 12, 843.

62 Chen, P. R.; Han, S. Q.; Lin, G. Q.; Huang, H.; Li, Z. Y.

Tetrahedron : Asymmetry 2001, 12, 3273.

63 Chen, P. R.; Han, S. Q.; Lin, G. Q.; Li, Z. Y. J . Org . Chem .

2002, 67, 8251.

64 Gregory, R. J. H.; Robert, S. M.; Barkley, J. V.; Coles, S. J.;

Hursthouse, M. B.; Hibbs, D. E. Tetrahedron Lett. 1999, 40, 7407.

65 Kiljunen, E.; Kanerva, L. T. Tetrahedron : Asymmetry 1994,

5, 311.

66 Wajant, H.; Forster, S.; Bottinger, H.; Effenberg, F.;

Pfizenmaier, K. Plant Sci. 1995, 108, 1.

67 Klempier, N.; Griengl, H.; Hayn, M. Tetrahedron Lett.

1993, 34, 4769.

68 Roberge, C.; Fleitz, F.; Pollard, D.; Devine, P. Tetrahedron :

Asymmetry 2007, 18, 208.

(Y0707026 QIN, X. Q.)