隨著化學研究的不斷深入,雙氧佐林配體(Bis(oxazoline) ligands,簡稱BOX配體)逐漸成為不對稱催化領域的重要角色。這類配體擁有兩個氧佐林環,並且通常具有C2對稱性,從而使它們在催化反應中顯得尤為特別。它們的結構多變,並且在不對稱催化的應用中展現出卓越的效果,為有機合成帶來了全新的可能性。
隨著對BOX配體的深入了解,研究人員逐漸認識到其在不對稱催化中的潛在應用,並且它們的成功關鍵在於其獨特的結構設計。
雙氧佐林的合成過程已經相當成熟,通常是通過2-氨基醇的環化反應來實現。尤其是在合成雙氧佐林時,使用功能性雙官能材料進行一步合成是最為便捷的方法。這類材料如二羧酸或二腈化合物在市場上較為常見,因而大部分雙氧佐林配體都以這些材料為起始物。以馬隆二腈和二吡啶酸為例,這些材料的商業可獲性和低成 本使其成為研究者的理想選擇。
在使用氧佐林的各種催化反應中,從立體化學的結果看,通常形成一種扭曲的四方平面中間體。這種中間體是基於相關的結晶結構假設,並且顯示出在氧佐林的4位取代基能夠有效阻礙底物的某一個選擇性面,從而導致對映選擇性。這在各類反應中都有廣泛應用,例如Mannich反應、Michael加成、Nazarov環化以及異環Diels-Alder反應。
從雙氧佐林配體起初應用於羰基化合物開始,它們的催化活性正不斷得到正名,特別是在碳-碳鍵形成反應中的效果顯著。
雙氧佐林在不對稱環加成反應中的成效顯著,這從其最初於羧基化合物環化的應用開始,逐步拓展至1,3-偶極子環加成及Diels-Alder反應。這類配體的應用範圍相當廣泛,包含醇醛、Michael 反應及ene反應等核心過程的催化。
雙氧佐林配體的成功使其在多種反應中可用於新興應用,例如環化、氫矽化及氟化催化等。自1984年出現以來,這些配體經過了長足的發展。首例不對稱催化案例來源於Brunner等人的研究,但早期的結果並不出色,只有4.9%的對映過量。隨著對這些配體理論和應用的深入研究,產生了大量具有高對映選擇性的案例,隨著催化活性的提升,BOX配體現在在合成化學中占據了不可或缺的地位。
研究者們持續探索和改進配體的設計,新的雙氧佐林變體也陸續被開發,它們進一步拓展了應用潛力。
我們對雙氧佐林配體及其在不對稱催化中的重要性有了更清晰的了解,但其未來的進一步發展與可能出現的新應用又會帶來什麼樣的化學革命呢?