在化學界,某些配體的崛起往往伴隨著它們背後的故事與發現。雙氧佐林(bis(oxazoline),簡稱BOX)配體便是如此,這一類具有兩個氧佐林環的手性配體,從一開始的有限應用,逐漸演變為今天催化領域的一顆璀璨之星。
雙氧佐林配體的合成技術已經相當成熟,通常是通過一種二元醇與多種功能團進行環化反應來進行。最常用的起始材料為二羧酸或二腈化合物,這使得雙氧佐林的合成變得更加便捷。特別是,從商業上可獲得的丙二腈和雙吡啶酸,能夠在單一步驟中生成氧佐林環,其經濟性與適用性使得這類配體受到了廣泛的青睞。
雙氧佐林配體以其成熟的合成方法和卓越的催化效果,快速佔據了磚石催化領域的重要地位。
雙氧佐林配體在不對稱催化中的成功,始於它們在碳-碳鍵形成反應中的應用。它們在環化反應如環丙烷化和Diels-Alder反應中表現出色,其手性特性使得對應反應的立體選擇性得以顯著提高。此外,這類配體在其他反應如Mannich反應和氫化反應中亦有良好的表現。這些反應的成功不僅僅依賴於配體本身的結構特性,還源於其能與金屬中心良好配位,形成穩定的催化複合物。
特別是在銅催化的應用中,雙氧佐林配體由於其中性特性,使其成為與貴金屬催化劑的理想選擇。
雙氧佐林配體的歷史可以追溯到1984年,當時Brunner等人首次證明這類配體在不對稱催化中的有效性。儘管這一初步實驗的結果並不理想,但卻為後續的研究鋪平了道路。隨著對雙氧佐林配體的深入研究,特別是在選擇性反應中的應用,催化效果得到了顯著的提升。
1989年,Nishiyama等人合成了首個PyBOX配體,並在氫矽化反應中取得了93%的不對稱靈敏度;隨後Masamune等人也報導了雙氧佐林的應用,並在銅催化的環丙烷反應中得到99%的優良效果,令雙氧佐林迅速引發廣泛關注。
隨著時間的推移,雙氧佐林的結構不斷演進,至今已經形成了眾多不同的結構變體,進一步拓寬了其催化應用的範圍。
目前,雙氧佐林配體在催化作用上的成功,不僅體現在其化學反應的選擇性和收率中,也逐步顯示出了在新反應開發方面的潛力。未來,可能會有更多基於雙氧佐林的創新反應上線,進一步推動化學合成的發展。這些配體的掌舵者們,毫無疑問會持續探索其更多的可能性與應用領域。
雖然至今雙氧佐林配體已成為催化界的重要角色,但在這背後是否還潛藏著未被發掘的潛力與機遇呢?