年诺贝尔化学奖简介省公共课一等奖全国赛课获奖课件.pptx

第1页瑞典皇家科学院10月10日宣告，本年度诺贝尔化学奖授予三位科学家，他们是:美国孟山都企业威廉 S诺尔斯（William S.Knowles)日本名古屋大学野依良治（Ryoji Noyori)美国斯克里普斯研究所夏普雷斯（K.BarrySharpless)以表彰他们在不对称催化反应研究领域取得突出贡献。第2页这三位科学家成就在于找到了有机合这三位科学家成就在于找到了有机合成反应中成反应中高效手性催化剂高效手性催化剂和和立立体选择性反应方法体选择性反应方法，能够高能够高效、方便地合成手性分子单效、方便地合成手性分子单一异构体。一异构体。他们在发展不对称催化他们在发展不对称催化反应方法同时也促进了化学工业和制反应方法同时也促进了化学工业和制药工业进展，以满足人们健康需求。药工业进展，以满足人们健康需求。第3页不对称催化反应产物是手性分子不对称催化反应产物是手性分子手性是自然界普遍特征。手性是自然界普遍特征。组成自然界物质中一些手性活性分组成自然界物质中一些手性活性分子即使从子即使从原子组成原子组成来看是来看是一模一模一样一样，但其但其空间结构完全不空间结构完全不一样一样，它们它们组成了实物和镜组成了实物和镜像关系像关系，和人照镜子一样，也和人照镜子一样，也能能够比作左右手够比作左右手关系，所以叫关系，所以叫手性手性分子分子。第4页在生命产生和演变过程中，自然界在生命产生和演变过程中，自然界往往对一个手性有所偏爱，如自然往往对一个手性有所偏爱，如自然界存在糖为界存在糖为D-D-构型，氨基酸为构型，氨基酸为L-L-构构型，蛋白质和型，蛋白质和DNADNA螺旋构象又都是螺旋构象又都是右旋。所以，手性药品、农药等化右旋。所以，手性药品、农药等化合物合物两个异构体表现出来生两个异构体表现出来生物活性往往是不一样，甚物活性往往是不一样，甚至是截然相反。至是截然相反。第5页个经典例子是个经典例子是2020世纪世纪5050年代末期年代末期发生在欧洲发生在欧洲“反应停反应停”事件，孕妇事件，孕妇因服用酞胺哌啶酮（俗称因服用酞胺哌啶酮（俗称“反应停反应停”）而造成海豹畸形儿惨剧。）而造成海豹畸形儿惨剧。第6页以后研究发觉，反应停药品包含两以后研究发觉，反应停药品包含两种不一样构型光学异构体种不一样构型光学异构体1.1.一个异构体起到了镇静作用一个异构体起到了镇静作用2.2.另外一个异构体则有致畸作用。另外一个异构体则有致畸作用。所以，怎样合成手性分子单一光学所以，怎样合成手性分子单一光学异构体就成了化学研究领域热门话异构体就成了化学研究领域热门话题，同时也是化学家面临巨大挑战。题，同时也是化学家面临巨大挑战。第7页早在早在2020世纪世纪3030年代，就有报道把年代，就有报道把金属负载在蚕丝上，然后催化氢金属负载在蚕丝上，然后催化氢化合成了含有一定光学活性产物，化合成了含有一定光学活性产物，但今后相当一段时间内没有取得但今后相当一段时间内没有取得任何进展。直到任何进展。直到19681968年，美国孟年，美国孟山都企业山都企业诺尔斯诺尔斯应用手性膦配体应用手性膦配体与金属铑形成络合物为催化剂，在世与金属铑形成络合物为催化剂，在世界上第一个创造了界上第一个创造了不对称催化氢化反不对称催化氢化反应应。第8页即使当初取得结果并不是十分完美，研即使当初取得结果并不是十分完美，研究结果也只发表在英国化学会化学究结果也只发表在英国化学会化学通讯上，但这是这一研究领域取得通讯上，但这是这一研究领域取得突破原始刨新性工作，它突破原始刨新性工作，它开创了均开创了均相不对称催化合成手性分子相不对称催化合成手性分子先河先河。以这一反应为基础，以这一反应为基础，2020世纪世纪7070年代初诺尔斯就在孟山都企业利用不年代初诺尔斯就在孟山都企业利用不对称氢化方法实现了工业合成治疗帕对称氢化方法实现了工业合成治疗帕金森病金森病L-L-多巴这一手性药品。多巴这一手性药品。第9页这不但仅成为了世界上第一例手性这不但仅成为了世界上第一例手性合成工业化例子，而且更主要是成合成工业化例子，而且更主要是成为了不对称催化合成手性分子一面为了不对称催化合成手性分子一面旗帜，极大地促进了这个研究领域旗帜，极大地促进了这个研究领域发展。发展。第10页今后，日本今后，日本野依良治野依良治对其工作进行对其工作进行了创造性发展。创造了了创造性发展。创造了以手性双膦以手性双膦BINAP为代表配体分子，经过为代表配体分子，经过与与适当金属配位形成了一系列适当金属配位形成了一系列新奇高效手性催化剂新奇高效手性催化剂，用于用于不不对称催化氢化反应对称催化氢化反应，得到了高达得到了高达100%100%立体选择性，以及反应物与催化立体选择性，以及反应物与催化剂比高达几十万活性，实现了不对称剂比高达几十万活性，实现了不对称催化合成高效性和实用性，催化合成高效性和实用性，将不对将不对称催化氢化反应提升到一个称催化氢化反应提升到一个很高程度。很高程度。第11页 夏普雷斯则是从另一个侧面发展了不对称催化反应。早在20世纪80年代初，利用C2对称天然手性分子酒石酸与四氯化钦形成络合物为催化剂，实现了烯烃不对称环氧化反应，并在今后快要时间里，从试验和理论两方面对这一反应进行了改进和完善，使之成为不对称合成研究领域又一个里程碑。第12页今后，夏普雷斯又今后，夏普雷斯又把不对称把不对称氧化反应拓展到不对称双氧化反应拓展到不对称双羟基化反应羟基化反应。当前当前，不对称不对称环氧化反应环氧化反应和和双羟基化反双羟基化反应应已成为世界上应用最为广泛已成为世界上应用最为广泛化学反应。近年来，夏普雷斯化学反应。近年来，夏普雷斯还发觉了不对称催化氧化反应还发觉了不对称催化氧化反应中中手性放大手性放大及及非线性效应非线性效应等等新概念，在理论和实际上都含新概念，在理论和实际上都含有主要意义。有主要意义。第13页不对称催化氢化反应不对称催化氢化反应不对称催化反应不对称催化反应不对称环氧化反应不对称环氧化反应不对称双羟基化反应不对称双羟基化反应诺尔斯诺尔斯创造创造野依良治野依良治发展发展夏普雷斯夏普雷斯发觉并发展发觉并发展拓展拓展（合成手性物质）（合成手性物质）第14页OVER第15页威廉S诺尔斯(美国有机化学家)来自美国密苏里州圣路易斯。19出生(美国公民)。1942年获哥仑比亚大学博士学位，曾任职于美国圣路易斯Monsanto企业，1986年退休第16页第17页BACK第18页野依良治(日本有机化学家)1938年9月出生于日本兵库县芦屋市，1961年在日本京都大学工学院化学专业毕业后留校作助教，1968年到名古屋大学理学院作副教授。1967年获京都大学博士学位。1969到1970年在美国哈佛大学留学，1972年33岁时成为名古屋大学教授，并担任该校硕士院理学研究科主任至今。起任日本名古屋大学物质科学研究中心主任。第19页第20页BACK第21页K-巴里巴里-夏普雷斯夏普雷斯(美国有机化学家美国有机化学家)来自美国加利福尼亚来自美国加利福尼亚ScrippsScripps研究研究学院。学院。19411941年出生于美国宾西法尼亚州年出生于美国宾西法尼亚州费城。费城。19681968年获斯坦福大学博士学位。年获斯坦福大学博士学位。19901990年起，任美国年起，任美国ScrippsScripps研究学研究学院化学教授。院化学教授。第22页第23页BACK第24页反应停（酞胺哌啶酮）反应停（酞胺哌啶酮）功效主治：为一个镇静剂，对功效主治：为一个镇静剂，对于各型麻风反应如发烧、结节于各型麻风反应如发烧、结节红斑、神经痛、关节痛、淋巴红斑、神经痛、关节痛、淋巴结肿大等，有一定疗效，对结结肿大等，有一定疗效，对结核样型麻风反应疗效稍差。核样型麻风反应疗效稍差。听说它能在妊娠期控制精神担听说它能在妊娠期控制精神担心，预防孕妇恶心，而且有安心，预防孕妇恶心，而且有安眠作用。眠作用。BACK第25页图11(1R,2S,5R)-异薄荷醇环羰基化反应新型不对称催化反应新型不对称催化反应第26页图12(1R,4R)-异柠檬烯羰基化反应 新型不对称催化反应新型不对称催化反应第27页 不对称还原反应水解反应水解反应H H生物催化不对称合成生物催化不对称合成 第28页图图13 13 手性醇酰基化反应手性醇酰基化反应CALB-假丝酵母脂酶金属催化剂与酶联合不对称催化反应金属催化剂与酶联合不对称催化反应BACK第29页不对称催化氢化反应不对称催化氢化反应图14 离子液体中不对称氢化反应BACK第30页催化剂环氧化反应烯烃不对称环氧化反应烯烃不对称环氧化反应BACK第31页诺贝尔化学奖介绍 讲解结束！谢谢！第32页