作者buteo (找尋人與人的鍵結)
看板Chemistry
標題Re: organocatalysis
時間Sat Feb 20 10:12:45 2010
※ 引述《Silience (試管裡的春天)》之銘言：
: ※ 引述《LivingStream ()》之銘言：
: : organocatalysis 雖然是 2000 年開始 MacMillan 發明的詞
: : 但是其實這個觀念已經存在很久
: : 只是因為幾十年前 organometallics 蓬勃發展
: : 以致於 organocatalysis 相對上比較不受重視
: : 最近大量關於 organocatalyst的paper出來
: : 包括MacMillan, Barbas Carlos, Benjamin List, Jacobsen等人
: : 相對於organometallics，使用organocatalyst作催化反應的好處不外乎以下各項
: : 1. 不用麻煩的除去金屬
: 我覺得這是Organocatalyst的最大優點。
: 反應的時候不需要金屬，對於搞process的來說是最大優勢。
不知道實際在製藥上是除金屬比較難還是除solvent
(solvent要除到剩幾個ppm的等級)
通常solvent使用也是製程要考量的重點
而這點是有機金屬.organocatalyst都要面對的問題
: : 3. 比較便宜
: 這點就更加不一定了，我不認為用organocatalyst會真的比較便宜。
: 畢竟你製作催化劑的時候說不定也需要一些很貴的試劑。
: 甚至需要用到transition metal catalysis。
: 此外，organocatalysis 最大的詬病就是high catalyst loading。
: 所以並沒有想像中便宜。
organocatalyst最為人所知的就是proline
就算直接拿proline來催化 也沒有便宜到哪去
(sigma aldrich: 5g 111美金)
更別說S大提的用量大 要用個10mol%也是很平常的事
如果有機金屬催化劑用0.1mol% 和organocatalyst 10mol%哪個便宜?
再者 有機金屬很多反應也是可以金屬鹽類+基本ligand喇一喇就可以做了
organocatalyst要是還要花很多步合成 的確沒有益處
: : 4. 不污染環境
: 這個也很難說，你的催化劑製備過程都沒考慮，
: 然後就說不汙染環境。這個邏輯不正確。
: 而且很多organocatalyst在生物毒性方面也都沒做過測試。
: 這個就像nanoparticle一樣，在剛發現的時候感覺好像沒問題。
: 可是真的開始做生物毒性測試的時候，就什麼問題都出來了。
不污染環境 S大講的是一個面向: organocatalyst的毒性
另外製程牽涉的汙染還不只是反應物本身 還包括伴隨使用的溶劑
(溶劑的用量往往都是催化劑百倍以上)
就算標榜是水相反應 要怎麼把產物拿出來?
如果還要用有機溶劑萃取 那就入住"白宮"了
有一篇我很喜歡的論文值得一看
http://www3.interscience.wiley.com/journal/114188901/abstract?CRETRY=1&SRETRY=0
"Water in Organocatalytic Processes: Debunking the Myths"
Angew. Chem. Int. Ed. 2007, 46, 3798 – 3800
這是一篇兩頁的小Essay 但是我覺得超棒!!!
: : 等等
: : organocatalysis可以說是在metal-catalyzed和enzyme-catalyzed之外，
: : 第三個逐漸被化學家重視的不對稱催化的方式
: : 最重要的是大家都希望可以 scaleable
: : 這樣用在製藥上就可以作大量
: : 譬如Jacobsen 2009年底發在Nature的那個thiourea作unnatural amino acid就是個例子
: : 在drug discovery的過程
: : 需要有很environmentally friendly的催化劑
: : 因為很多藥物都有chiral center
: : 如果可以發展出 enantioselective organocatalyst用在製藥
: : 那的確在醫藥上是一項很好的突破
: 我個人認為Jacobsen的Nature算是一個比較特殊的例子。
: 而且我敢說 如果不是Jacobsen的話，那一定上不了Nature。
: 如果真的要說organocatalysis最大優點的話，
: 就是它的enamine chemistry加上分子內氫鍵作用力來調整整個加成的位相，
: 這個才是organocatalyst的強項。也是金屬催化劑最難以匹敵的部份。
: 所以如果一個反應光只有enantioselective的話，是看不出organocatalyst的魔力。
: 但是如果是enantio- and diastereoselectivity的話，那你才會知道
: organocatalyst是個很強大的東西。
: 而不僅僅只是個kilo scale或是怕水氧或是價格的問題。
我也很喜歡看organocatalyst的設計
相較於有機金屬
organocatalyst可以rational design的空間大了許多
不過organocatalyst在工業上使用很難贏得過一般金屬鹽類催化
唯一的決勝點大概就是製藥吧
縱使是製藥 我想應該也還是有一段路要走
像Knowles在Monsanto工作時研發出DIPAMP
隨後立刻應用在L-DOPA的生產上 學術研究立刻與利益結合
可能是因為organocatalyst就目前而言對藥廠的吸引力還不夠
(我猜是現在分離金屬的技術已經成熟)
要不然藥廠的研發與使用應該也不會落人之後
俊毅Bird Man
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◆ From: 75.111.128.110
1F：推 reckson1017:金屬是可回收，有機用一次就死掉了吧?? 02/20 13:15
2F：推 Silience:固載化之後還是可能可以多次使用的。這點要看情況。 02/20 17:07
3F：→ Silience:至於現在製藥界除solvent，基本上還是常用重結晶的方式。 02/20 17:08
4F：→ Silience:可是除金屬的話...就比較辛苦了。尤其是Pd的要求特別高 02/20 17:10
5F：→ jessti:L-proline很便宜 D的才貴 02/20 20:37
6F：→ jessti:我覺得ligand跟org. cat.差別只在於有沒有量產(市場) 02/20 20:39
7F：→ jessti:chiral ligand貴的也是很多 02/20 20:39
8F：→ jessti:這票東西有潛力的多是從amino acid衍生來的 02/20 20:41
9F：→ jessti:需要合成好解決 製程跟原料是關鍵 02/20 20:42
10F：→ buteo:哈 謝謝j大 我查錯了 不過如果要得到相反的selectivity 02/20 21:45
11F：→ buteo:那也是要使用鏡像異構物 02/20 21:46
12F：→ Silience:也還好...現在TCI的proline ester都還算便宜。推薦使用 02/20 23:19
13F：→ Silience:最怕的就是t-Bu Leucine...那個如果反了...價差就是100倍 02/20 23:21
14F：推 Silience:另外...其實Jacobsen的催化劑並不便宜..... 02/20 23:23
15F：推 jessti:一般來說 因為天然來源的限制 常常就是兩個form價差驚人 02/21 01:40
16F：→ jessti:除了一些R,S的來源都很容易得到的 那些不用天價就買的到的 02/21 01:42
17F：→ jessti:試劑通常都有這個特點 02/21 01:42