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2015年諾貝爾獎(jiǎng)?lì)C獎(jiǎng)典禮已經(jīng)閉幕,可以看出,近幾年的諾貝爾化學(xué)獎(jiǎng)多頒給偏生物的領(lǐng)域,事實(shí)上,化學(xué)獎(jiǎng)授予生物和醫(yī)學(xué)的內(nèi)容在諾貝爾獎(jiǎng)歷史上已屢見(jiàn)不鮮,從1901年以來(lái),其中有50次頒給了生物化學(xué)領(lǐng)域,幾乎占化學(xué)獎(jiǎng)的一半。除了生物化學(xué)領(lǐng)域,諾貝爾化學(xué)獎(jiǎng)主要授予那些在化學(xué)學(xué)科中提出了重要理論學(xué)說(shuō)、或者為某個(gè)化學(xué)分支做出了突出貢獻(xiàn)的化學(xué)家,也有一些科學(xué)家因?yàn)橹娜嗣磻?yīng)和人名試劑而獲諾獎(jiǎng),這些反應(yīng)和試劑都是教科書(shū)級(jí)的經(jīng)典反應(yīng),特點(diǎn)都是反應(yīng)溫和、可以調(diào)控、應(yīng)用廣泛,值得化學(xué)黨們學(xué)習(xí)和思考,希望通過(guò)我們的盤(pán)點(diǎn),對(duì)您有所啟迪,看看這些經(jīng)典你知道有幾分,愛(ài)她有多深。
1,格氏試劑和格氏反應(yīng)(Grignard Reagent and Grignard Reaction)
1912年,法國(guó)化學(xué)家格利雅(Victor Grignard)因發(fā)明有機(jī)鎂試劑及其在有機(jī)合成中的反應(yīng)而和法國(guó)化學(xué)家薩巴蒂埃(發(fā)明有機(jī)化合物的催化氫化)共同獲得諾貝爾化學(xué)獎(jiǎng),有機(jī)鎂試劑也稱(chēng)為格氏試劑,格氏試劑參與的反應(yīng)被稱(chēng)為格氏反應(yīng),這也是有機(jī)化學(xué)中最經(jīng)典最基本的反應(yīng)之一,被收錄在基礎(chǔ)有機(jī)化學(xué)教材中。格利雅是在他的老師Barbier的工作基礎(chǔ)上發(fā)展的格氏試劑和格氏反應(yīng),格氏反應(yīng)操作更簡(jiǎn)便,應(yīng)用更廣泛,是非常重要的碳碳鍵生成方法。
2,第爾斯-阿爾德反應(yīng)(Diels-Alder Reaction)
1950年,諾貝爾化學(xué)獎(jiǎng)授予了德國(guó)化學(xué)家第爾斯和他的學(xué)生阿爾德,以表彰他們?cè)陔p烯合成法(Diels-Alder Reaction,簡(jiǎn)稱(chēng)DA反應(yīng))方面的貢獻(xiàn)。
自DA反應(yīng)發(fā)現(xiàn)以來(lái),就引起了化學(xué)界的廣泛重視,各種親雙烯體、雙烯體被發(fā)展起來(lái),逆DA、雜DA、DA串聯(lián)的反應(yīng)等都得到了很好的發(fā)展,不對(duì)稱(chēng)DA更是被發(fā)展的完美可控,DA反應(yīng)在天然產(chǎn)物合成中更是被廣泛采用,優(yōu)勢(shì)發(fā)揮的淋漓盡致。
3,齊格勒-納塔催化劑(Ziegler-Natta Catalyst)
1963 年諾貝爾化學(xué)獎(jiǎng)授予了德國(guó)化學(xué)家卡爾—齊格勒和意大利化學(xué)家居里奧—納塔,他們因?yàn)榘l(fā)明并改進(jìn)了用于高分子聚合的一種有機(jī)金屬催化劑而獲獎(jiǎng)——齊格勒-納塔催化劑,這是由四氯化鈦-三乙基鋁[TiCl4-Al(C2H5)3]組成,1953年前后由齊格勒和納塔發(fā)明,適用于常壓催化乙烯聚合,所得聚乙烯具有立體規(guī)整性好、密度高 、結(jié)晶度高等特點(diǎn) 。
齊格勒-納塔催化劑也帶動(dòng)了研究與不同金屬配合的配位聚合催化劑,這些催化劑屬于定向催化劑,能?chē)?yán)格控制聚合物的化學(xué)結(jié)構(gòu),適合于合成規(guī)整性的高聚物。
4,維悌希反應(yīng)(Wittig Reaction)
德國(guó)化學(xué)家維悌希(Georg Wittig)因發(fā)現(xiàn)Wittig反應(yīng)而與布朗(布朗硼氫化反應(yīng))共同獲得1979年的諾貝爾化學(xué)獎(jiǎng)。
5,布朗硼氫化反應(yīng)(Brown Hydroboration Reaction)
英國(guó)化學(xué)家布朗(Herbert C . Brown)因研究有機(jī)硼試劑及其在有機(jī)合成中的反應(yīng)(布朗硼氫化反應(yīng))而和Wittig一起獲得1979年的諾貝爾化學(xué)獎(jiǎng)。
布朗開(kāi)拓的有機(jī)硼試劑及其在有機(jī)合成中的反應(yīng),促進(jìn)了有機(jī)硼化學(xué)的發(fā)展,在教學(xué)、科研和精細(xì)有機(jī)化學(xué)生產(chǎn)中得到廣泛應(yīng)用。
6,Noyori反應(yīng)
日本化學(xué)家Noyori(野依良治)因使用新型催化劑進(jìn)行不對(duì)稱(chēng)氫化反應(yīng)方面的貢獻(xiàn)而和人分獲2001年的諾貝爾化學(xué)獎(jiǎng)。
Noyori發(fā)現(xiàn)了一種新型手性雙膦配體BINAP(2,2’-雙二苯膦-1,1’聯(lián)萘),其中任何一個(gè)對(duì)映體和Rh(I)或者Ru(II)形成的配合物都具有極高的活性,可以不對(duì)稱(chēng)地氫化雙鍵或者還原羰基,都能得到優(yōu)秀的ee值。
7,夏普萊斯(Sharpless)不對(duì)稱(chēng)雙羥化、不對(duì)稱(chēng)環(huán)氧化
美國(guó)化學(xué)家夏普萊斯(Sharpless)因?yàn)樵谙N的催化不對(duì)稱(chēng)氧化方面(包括不對(duì)稱(chēng)雙羥化、不對(duì)稱(chēng)環(huán)氧化)的貢獻(xiàn)和人分獲2001年的諾貝爾化學(xué)獎(jiǎng)。
Sharpless發(fā)現(xiàn)在四異丙氧鈦和酒石酸二乙酯存在下,無(wú)水過(guò)氧叔丁醇能立體選擇性地將烯丙醇中的碳碳雙鍵氧化得到環(huán)氧化合物,不同構(gòu)型的酒石酸酯可以控制得到一定構(gòu)型的環(huán)氧,并且ee值非常優(yōu)秀。當(dāng)加入分子篩做吸水劑時(shí),催化量的四異丙氧鈦和酒石酸二乙酯就可以完成反應(yīng),這就是Sharpless不對(duì)稱(chēng)環(huán)氧化。
8,Grubbs催化劑
2005年諾貝爾化學(xué)獎(jiǎng)授予了在烯烴復(fù)分解反應(yīng)方面做出突出貢獻(xiàn)的三位科學(xué)家:法國(guó)科學(xué)家肖萬(wàn)、美國(guó)化學(xué)家施洛克和格拉布(Grubbs)。
肖萬(wàn)主要是提出了合理的烯烴復(fù)分解反應(yīng)機(jī)理,提出金屬卡賓絡(luò)合物是反應(yīng)的有效催化劑。施洛克發(fā)現(xiàn)了Mo和W的卡賓絡(luò)合物催化劑即施洛克催化劑。Grubbs在施洛克催化劑的基礎(chǔ)上,發(fā)現(xiàn)了新的Ru卡賓催化劑,通過(guò)不斷的發(fā)展和完善,成為了商品化的第一代Grubbs催化劑和第二代Grubbs催化劑,這也是現(xiàn)在RCM等復(fù)分解反應(yīng)中常用的催化劑。
更重要的是他們提出的很重要的化學(xué)思想——復(fù)分解反應(yīng),通俗點(diǎn)講就是“交換舞伴”,十幾年來(lái),烯烴復(fù)分解反應(yīng)、烯炔復(fù)分解反應(yīng)、炔烴復(fù)分解反應(yīng)都得到了十足的發(fā)展,是有機(jī)合成和工業(yè)生產(chǎn)中常用的碳碳鍵生成策略和環(huán)系構(gòu)建策略。
9,Heck反應(yīng)、Negishi反應(yīng)、Suzuki反應(yīng)
2010年的諾貝爾化學(xué)獎(jiǎng)授予美國(guó)化學(xué)家赫克(Heck)、日本化學(xué)家Negishi和Suzuki,以表彰他們?cè)阝Z催化的偶聯(lián)反應(yīng)中作出的貢獻(xiàn),他們發(fā)展的反應(yīng)分別是Heck反應(yīng)、Negishi反應(yīng)和Suzuki反應(yīng)。
Heck反應(yīng):
這些偶聯(lián)反應(yīng)都是碳碳鍵形成的重要反應(yīng),近年來(lái),圍繞 Heck 反應(yīng)、Negishi 反應(yīng)和 Suzuki 反應(yīng),化學(xué)家發(fā)展了一些新的反應(yīng)方法和條件:如Ni代替Pd 進(jìn)行催化的交叉偶聯(lián)反應(yīng);Cu 催化(CuI 催化劑)的 Heck 反應(yīng),相對(duì) Pd 和 Ni 催化劑更為經(jīng)濟(jì);Fe催化的 Suzuki 反應(yīng)和Negishi反應(yīng),催化劑廉價(jià)易得且產(chǎn)率較高。而且反應(yīng)條件已經(jīng)從嚴(yán)格的無(wú)水無(wú)氧操作到現(xiàn)在可以在水相反應(yīng)體系中進(jìn)行。這些反應(yīng)目前都發(fā)展的非常成熟,條件越來(lái)越溫和,在天然產(chǎn)物全合成和工業(yè)生產(chǎn)中都有廣泛的應(yīng)用。
人名反應(yīng)和人名試劑是化學(xué)尤其是有機(jī)化學(xué)的基礎(chǔ)和柱石,那些獲得諾獎(jiǎng)的反應(yīng)和試劑則更是基礎(chǔ)中的基礎(chǔ),經(jīng)典中的經(jīng)典,您讀了之后有何感想,下個(gè)有可能獲得諾獎(jiǎng)的反應(yīng)又是什么呢?
(本文由 普天同慶 供稿)
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