手性催化在有機合成中的應用研究
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摘要：本文主要介紹了手性催化劑當前的發展現狀，并詳細解說手性催化劑的具體分類，具體就酶催化、手性金屬絡合物以及手性有機小分子這三種形式的手性催化進行了詳細解說。在文章中還就當前在手性催化劑的研究過程中所面臨的諸多挑戰進行了具體闡述。
關鍵詞：手性催化;有機合成;化合物
鏡子里的你與現實中的你，你的左手與右手，兩者之間的關系互為實物與鏡像，卻彼此間又不重合，這種特征不僅僅是存在于雙手之間，其他的物質中也廣泛存在，這種現象被定義為手性特征。手性是互為鏡像的，但是不具有對稱性，這是自然界中的自然屬性之一。在日常生活中，若是沒有刻意的觀察考量，或許無法深刻體會到手性的特征，但是就目前的發展來看，手性化合物在醫藥，農藥以及食品等方面都有著至關重要的作用。原子以及基因多種空間組合形成的有機化合物，在表面看來有著些許的不同，但是也會發現，分子間也是互為鏡像的，這種分子，也就稱之為手性分子。就像左右手一樣，雖說沒有一定的對稱性，但是雙手共同作用，會使得使用更有效率。同樣的，對于手性分子來說也是如此，互為手性的兩種分子之間有著相同的特性，他們之間熔點、沸點等都是一樣的，這樣的兩種分子之間的粘合度更高，更有利于合成有機物的高效運作。但是就當前的發展來看，手性雖說是自然界中的獨特屬性之一，但是這種特征也并非是普遍存在的。經過一系列的研究表明，手性化合物對如今化學以及生物的發展更為有利，因而合成的手性分子也就更多。所以說，就目前我國科技的發展狀況來看，人工合成是如今獲得手性物質的主要方法。隨著合成技術的不斷發展運用，手性催化的運用也越來越廣泛。
1 手性催化的分類
一般情況下，我們所說的手性催化就是利用一定量的手性催化劑將某些手性底物通過一定的催化作用轉變為特定結構的化合物的過程。相較于其他獲取手性化合物的方法來說，手性催化不僅僅能夠進行手性化合物的合成，在一定程度上還進行了手性化合物的增值，對于手性化合來說是十分有利的。不僅如此，手性催化相較于其他催化來說，在一定程度上能夠大大提高原子以及基因的經濟性，而且還能夠進行大規模的反應操作，這對于合成手性化合物來說是非常便利的。就目前科技的發展以及化學合成的發展來看，手性催化大致可以劃分為三種主要形式，酶催化，手性金屬絡合物催化以及手性有機小分子催化。
1.1 酶催化
酶催化的催化反應較為高效，且催化過程所需要要的環境是較為溫和的，可以說，酶催化的要求不是很高，但是所形成的催化功能又具有較高的粘合性，對于一些不易拆分的手性化合物來說是比較有利的。就當前酶催化的應用之中，應用較為廣泛的就是脂肪酶，脂肪酶對于脂肪、醇類物質的拆解，只是需要通過一定的化學拆解再利用物理分解出來即可，簡單便捷且又十分有效。
1.2 手性金屬絡合物催化催化
相較于其他催化劑來說，手性金屬絡合物催化催化的可調控性較強，也就因為其可控性強，并且催化效率還極高，有著較強的選擇性。就一般催化劑來說，手性金屬絡合物催化催化的使用范圍較廣。鑒于手性金屬絡合物催化的高效性以及適用性，是當前催化劑中的研究重點。隨著研究的不斷發展，手性金屬絡合物催化催化已經廣泛應用于醫藥、農藥以及食品添加劑等工業生產中。
1.3 手性有機小分子催化
手性有機小分子催化相較于一般的金屬催化劑來說，對于環境沒有較高要求，且價格較低，使用較為廣泛。手性有機小分子催化的反應較為穩定，且反應原料易得，不僅如此，手性有機小分子催化更為主要的是可以進行回收利用。也正是由于這種可持續發展的理念以及手性有機小分子的穩定發展來看，手性有機小分子催化已經逐漸成為當前手性催化領域中的研究熱點。
2 當前手性催化研究所面臨的挑戰
就當前來說，對于手性催化劑的研究已經取得了一定的研究成果，對于世界的發展也做出了一定的貢獻，許多手性催化劑的合成反應已經在諸多領域中有了相關的應用發展。但是由于原子空間結構的多邊形以及手性分子的多樣化結構，使得手性催化的在研究過程中還面臨著諸多的挑戰。
2.1 尋找高選擇性的手性催化劑
隨著科學技術的不斷進步，不斷發展，目前在手性催化劑的研究上已經取得了一定的進展，但是在進行高選擇性的手性催化劑研究上，還存在些許的不足之處。
2.2 提高手性催化劑的催化效率
評價催化劑的性能如何，就需要關注其催化效率問題，而衡量手性催化劑的效率則是需要通過催化劑的轉換數以及轉化頻率來進行測評。
手性催化劑的合成要求較高，成本較高，而且當前多數的催化劑滿足不了當下工業需求，這就需要耗費更多的資源去進行手性催化劑的研究。在對手性催化劑的研究運用中，由于在研究以及生產過程耗費的資源較多，而在手性催化劑的使用過程中，也是有著一定的資源消耗。因此，對手性催化劑的循環使用就變得異常重要。在對手性催化劑的研究過程中，對其回收使用有了一定的研究成果，但仍是無法滿足當下的需要，因而，對手性催化劑的回收和重復利用研究是當前面臨的一個重要挑戰。
綜上所述，科學家們已經在手性催化研究方面取得了較大的進展，也進行了諸多手性催化劑的合成，但是就手性催化劑的發展運用來看，仍是存在著諸多的不足之處。手性催化劑的高選擇性使用以及催化效率的提高、回收使用情況等方面都存在著一定的研究挑戰。
參考文獻：
[1]石映紅.手性和不對稱催化反應簡介及發展[J].科技創新導報，2011.
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