手性催化在有机合成中的应用研究
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摘要：本文主要介绍了手性催化剂当前的发展现状，并详细解说手性催化剂的具体分类，具体就酶催化、手性金属络合物以及手性有机小分子这三种形式的手性催化进行了详细解说。在文章中还就当前在手性催化剂的研究过程中所面临的诸多挑战进行了具体阐述。
关键词：手性催化;有机合成;化合物
镜子里的你与现实中的你，你的左手与右手，两者之间的关系互为实物与镜像，却彼此间又不重合，这种特征不仅仅是存在于双手之间，其他的物质中也广泛存在，这种现象被定义为手性特征。手性是互为镜像的，但是不具有对称性，这是自然界中的自然属性之一。在日常生活中，若是没有刻意的观察考量，或许无法深刻体会到手性的特征，但是就目前的发展来看，手性化合物在医药，农药以及食品等方面都有着至关重要的作用。原子以及基因多种空间组合形成的有机化合物，在表面看来有着些许的不同，但是也会发现，分子间也是互为镜像的，这种分子，也就称之为手性分子。就像左右手一样，虽说没有一定的对称性，但是双手共同作用，会使得使用更有效率。同样的，对于手性分子来说也是如此，互为手性的两种分子之间有着相同的特性，他们之间熔点、沸点等都是一样的，这样的两种分子之间的粘合度更高，更有利于合成有机物的高效运作。但是就当前的发展来看，手性虽说是自然界中的独特属性之一，但是这种特征也并非是普遍存在的。经过一系列的研究表明，手性化合物对如今化学以及生物的发展更为有利，因而合成的手性分子也就更多。所以说，就目前我国科技的发展状况来看，人工合成是如今获得手性物质的主要方法。随着合成技术的不断发展运用，手性催化的运用也越来越广泛。
1 手性催化的分类
一般情况下，我们所说的手性催化就是利用一定量的手性催化剂将某些手性底物通过一定的催化作用转变为特定结构的化合物的过程。相较于其他获取手性化合物的方法来说，手性催化不仅仅能够进行手性化合物的合成，在一定程度上还进行了手性化合物的增值，对于手性化合来说是十分有利的。不仅如此，手性催化相较于其他催化来说，在一定程度上能够大大提高原子以及基因的经济性，而且还能够进行大规模的反应操作，这对于合成手性化合物来说是非常便利的。就目前科技的发展以及化学合成的发展来看，手性催化大致可以划分为三种主要形式，酶催化，手性金属络合物催化以及手性有机小分子催化。
1.1 酶催化
酶催化的催化反应较为高效，且催化过程所需要要的环境是较为温和的，可以说，酶催化的要求不是很高，但是所形成的催化功能又具有较高的粘合性，对于一些不易拆分的手性化合物来说是比较有利的。就当前酶催化的应用之中，应用较为广泛的就是脂肪酶，脂肪酶对于脂肪、醇类物质的拆解，只是需要通过一定的化学拆解再利用物理分解出来即可，简单便捷且又十分有效。
1.2 手性金属络合物催化催化
相较于其他催化剂来说，手性金属络合物催化催化的可调控性较强，也就因为其可控性强，并且催化效率还极高，有着较强的选择性。就一般催化剂来说，手性金属络合物催化催化的使用范围较广。鉴于手性金属络合物催化的高效性以及适用性，是当前催化剂中的研究重点。随着研究的不断发展，手性金属络合物催化催化已经广泛应用于医药、农药以及食品添加剂等工业生产中。
1.3 手性有机小分子催化
手性有机小分子催化相較于一般的金属催化剂来说，对于环境没有较高要求，且价格较低，使用较为广泛。手性有机小分子催化的反应较为稳定，且反应原料易得，不仅如此，手性有机小分子催化更为主要的是可以进行回收利用。也正是由于这种可持续发展的理念以及手性有机小分子的稳定发展来看，手性有机小分子催化已经逐渐成为当前手性催化领域中的研究热点。
2 当前手性催化研究所面临的挑战
就当前来说，对于手性催化剂的研究已经取得了一定的研究成果，对于世界的发展也做出了一定的贡献，许多手性催化剂的合成反应已经在诸多领域中有了相关的应用发展。但是由于原子空间结构的多边形以及手性分子的多样化结构，使得手性催化的在研究过程中还面临着诸多的挑战。
2.1 寻找高选择性的手性催化剂
随着科学技术的不断进步，不断发展，目前在手性催化剂的研究上已经取得了一定的进展，但是在进行高选择性的手性催化剂研究上，还存在些许的不足之处。
2.2 提高手性催化剂的催化效率
评价催化剂的性能如何，就需要关注其催化效率问题，而衡量手性催化剂的效率则是需要通过催化剂的转换数以及转化频率来进行测评。
手性催化剂的合成要求较高，成本较高，而且当前多数的催化剂满足不了当下工业需求，这就需要耗费更多的资源去进行手性催化剂的研究。在对手性催化剂的研究运用中，由于在研究以及生产过程耗费的资源较多，而在手性催化剂的使用过程中，也是有着一定的资源消耗。因此，对手性催化剂的循环使用就变得异常重要。在对手性催化剂的研究过程中，对其回收使用有了一定的研究成果，但仍是无法满足当下的需要，因而，对手性催化剂的回收和重复利用研究是当前面临的一个重要挑战。
综上所述，科学家们已经在手性催化研究方面取得了较大的进展，也进行了诸多手性催化剂的合成，但是就手性催化剂的发展运用来看，仍是存在着诸多的不足之处。手性催化剂的高选择性使用以及催化效率的提高、回收使用情况等方面都存在着一定的研究挑战。
参考文献：
[1]石映红.手性和不对称催化反应简介及发展[J].科技创新导报，2011.
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