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探索双氧佐林的多样性：为何它们是化学界的“特权”配体？
双氧佐林（Bis(oxazoline) ligands，简称BOX配体）是一种特权手性配体，其结构包含两个氧佐林环。这类配体通常具有C2对称性，并以多种形式存在，其中以CH2或吡啶链的结构尤为常见。双氧佐林配体的协调复合物在不对称催化中被广泛应用，其成功的关键在于它们的独特结构和合成方式。
双氧佐林配体的化学反应性和选择性，使其成为不对称催化中不可或缺的工具。
合成
氧佐林环的合成方法已相当成熟，通常通过2-氨基醇与多种适合的功能团进行环化反应来制备。在双氧佐林的合成中，使用双功能的起始材料最为便利，因为这可以同时生成两个环。最常用的材料是二羧酸或二氰化合物。由于这些材料的可获得性，绝大多数的双氧佐林配体均由此类材料制得。使用马隆腈和二吡啶酸的便利一步合成，使得BOX和PyBOX的应用变得更加普遍，这些原材料在市场上通常价格不高。
催化应用
一般而言，甲基桥连的BOX配体的立体化学结果与一种基于相关晶体结构的扭曲平面四面体中间体相符。氧佐林在4位的取代基阻挡了底物的一个对映面，从而导致不对称选择性。在多种反应中可见其应用，例如Aldol反应、Mannich反应、ene反应、Michael加成以及Nazarov环化反应和异构Diels-Alder反应等。
以(benzyloxy)乙醛作为电亲体的研究显示，立体化学结果与羰基氧侧向结合一致，而醚氧则轴向结合。
含有双氧佐林配体的金属复合物在多种不对称催化转化中均显示出有效性，并成为多篇文献评述的主题。由于双氧佐林的中性特性，这使其非常适合用于与贵金属复合物的结合，其中铜复合物尤为常见。其最重要和最常用的应用是碳—碳键形成反应。
碳—碳键形成反应
双氧佐林配体在一系列不对称环加成反应中证明了其有效性，这一领域始于BOX配体在自旋体环丙烷化反应中的首次应用，并扩展至1 ,3-双极环加成和Diels-Alder反应。双氧佐林配体在Aldol反应、Michael反应及ene反应等多个反应中同样表现出色。
其他反应
双氧佐林配体在自旋体环丙烷化反应中的成功，推动了它们在环氮化反应中的应用。另一个常见的反应是氢硅化，自PyBOX配体首次使用以来，此反应的应用也逐渐增多。除此之外，还有氟化催化剂和Wacker型环化的利基应用。
历史背景
氧佐林配体早在1984年首次用于不对称催化，当时Brunner等人展示了一个例子，与多种Schiff基共同使用，对于立体选择性自旋体环丙烷反应是有效的。当时，Schiff基是突出的配体，因为Noyori在1968年发现不对称催化的过程中使用过这些配体（而他和William S. Knowles后来因此获得了化学奖）。 Brunner的研究受到了目前正致力于选择性环丙烷反应的Tadatoshi Aratani的启发。虽然在最早的测试中，氧佐林配体的表现令人失望，仅达到4.9%的立体选择率，但Brunner在研究单苯基化二醇的过程中再次探讨了氧佐林配体，导致了手性吡啶氧佐林配体的发展，测得30.2%的ee（不对称增强率，在1986年和1989年分别达到45%）。
在同一年，Andreas Pfaltz等人报告了使用C2对称性半冠配体进行不对称自旋体环丙烷化反应的成功，ee高达92%至97%。虽然提及了Brunner和Aratani的工作，但配体的设计也主要基于他早期在各种大环化合物上的研究。 然而这些配体的一个缺陷是需要多步合成，整体产率约为30%。 Brunner的研究促成了第一批双氧佐林的发展，Nishiyama于1989年合成了第一个PyBox配体，这为键合反应中取得高达93% ee的结果铺平了道路。随后Masamune等人在1990年报告了首个BOX配体，并在铜催化的自旋体环丙烷反应中得到高达99% ee的结果，这在当时是一个惊人的成果，引发了对BOX配体的极大兴趣。
随着对2-氧佐林环合成的深入研究，许多相关文献相继公布。今天，存在着相当数量的双氧佐林配体，结构上大多仍围绕经典的BOX和PyBOX图案，但也包括一些替代的结构，比如轴向手性化合物。双氧佐林配体的多样性让它们在不对称催化中扮演着重要角色，未来能否持续创新的具有挑战性？
