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手性双膦配体的合成及其在羰基磷酸酯和吡啶酮的不对称氢化中的应用
手性化合物在药物、材料、农药等领域的应用越来越广泛。其中手性配体在有机合成中应用尤为广泛，其对于合成不对称合成反应、有机金属催化反应以及某些有机合成反应中的选择性控制具有重要意义。
在手性配体的发展过程中，双膦配体由于具有优美的结构、良好的反应性及对催化反应的优异选择性而备受关注。合成手性双膦配体已成为当今不对称合成反应中的研究热点之一，其中手性双膦配体的修饰、设计及性质调控更成为追求的目标。下面就手性双膦配体在羰基磷酸酯和吡啶酮的不对称氢化中的应用进行讨论。
一、手性双膦配体的合成
在不对称合成反应中，合成手性双膦配体是其中的重要环节之一。手性双膦配体的常见合成路线是通过催化氢化还原的方法，合成手性的二次膦酸盐，进而通过Willgerodt-Kindler反应、格氏试剂反应或其他适当的方法，合成手性双膦配体。
例如，对于草酰胺羰基磷酸酯不对称氢化反应，一般采用的手性配体包括DuanPhos、BisBinap等。DuanPhos是一种新型手性双膦配体，通过3-（二苯膦基）-2-（琥珀酰胺基）戊酸二乙酯和氨基化合物反应的方式得到。BisBinap是一种早期研究出来的手性双膦配体，其合成路线是从丙二酸开始，通过烷基化、磺酰化、氨基化、还原等多步反应得到。
在吡啶酮不对称氢化反应中，则采用的常见手性配体包括Binap、QuKhPing等。Binap是最早合成出来的手性双膦配体之一，其合成路线是通过两次Cross-Coupling反应、还原等多步反应得到。QuKhPing则是一种新近合成的手性双膦配体，于2012年被发现可以将手性还原反应的选择性从不到7：1提高到了92：1。
二、手性双膦配体在羰基磷酸酯的不对称氢化反应中的应用
羰基磷酸酯是有机合成中常见于羰基化反应的中间体分子。不对称氢化反应在合成羰基磷酸酯时有着重要的应用，其可以使得对手性的控制更最大化。在羰基磷酸酯不对称氢化反应中，常见手性双膦配体包括DuanPhos、BisBinap等。
以草酰胺羰基磷酸酯不对称氢化反应为例，反应过程如下图所示，其中DuanPhos双膦配体在反应体系中起到了重要的催化作用。
草酰胺羰基磷酸酯不对称氢化反应的前体是α-取代肟酸酯，而α-取代肟酸酯的不对称氢化反应已成为了合成手性羰基磷酸酯的重要方法之一。DuanPhos这种手性双膦配体的引入不仅可以提高对映体选择性，而且可以提高反应转化率。对于使用DuanPhos作为手性配体的不对称氢化反应，其在30℃左右的反应温度下就可以得到产率超过90%以及ee的值高达99%的优异结果。dppf的掺杂可以进一步提高反应效果，不仅降低了反应温度，同时也提高了对映体选择性。
三、手性双膦配体在吡啶酮的不对称氢化反应中的应用
吡啶酮是一类重要的有机合成中间体，其在杂环化合物、药物、农药等领域中有着广泛的应用。由于吡啶核中的氮原子的形成使得其含有不对称中心，因此吡啶酮不对称氢化反应也备受关注。在不对称氢化反应中，QuKhPing、Binap等手性双膦配体都有着广泛的应用。
以2-乙酰基吡啶的不对称氢化反应为例，反应过程如下图所示：
在这个反应过程中，QuKhPing作为手性配体可以在反应体系中起到良好的催化作用。这个反应在乙酸钠存在下，于100℃左右的反应温度下，就可以提供优异的催化效果，其ee的值可以达到99%左右。此外，本反应前体、反应产物中的介质、催化剂，均可以得到很好的重复性和可控性，这个反应可以作为不对称合成吡啶酮的良好选择之一。
总之，手性双膦配体在不对称合成反应中起到了极其重要的作用。其中，对羰基磷酸酯、吡啶酮的不对称氢化反应中的应用更是令人们着迷。不对称氢化反应不仅可以提供对映体选择性高的反应产物，而且可以极大程度地提高合成反应的效率及增加化合物的多样性，对于未来的物质科学研究有着重要的催化作用。