许多年前,合成光学活性分子的目标只得到了部分解决。当时使用的方法被称为手性助剂。一个手性分子附着在一个原子上进行立体化学功能化。当应用于与某些亲电试剂的烯醇化反应时,效果很好。产生了对映体过量(ee)达70%或以上的产物。通过辅助处理,可以在实验室范围内改进这一方法。
尽管这种方法很好,但在工业规模上并不实用。这个过程需要额外的合成步骤来附加和去除手性助剂。此外,产品收率和ee都不够高,最终无法使用。
人们认为,如果所研究的烯醇化反应是在非键手性添加剂的存在下进行的(与手性辅助法不同,不与任何一种反应物键合),就会形成手性产物。如果这种不对称添加剂能够起作用,那么在检查过程中就可以很容易地将其去除,而且不需要从手性产物中进行化学分离。
许多手性添加剂被考虑和尝试:这些包括各种奎宁衍生物、氨基酸、安非他明、萜烯和更简单的手性分子。最终化学家们开始发现这些手性添加剂确实能在高对映体纯度(高ee)下产生手性产物。在确定这些添加剂起作用的原因方面取得了很大进展。模型显示,手性添加剂与其中一种反应物形成松散的键,阻止另一种反应物攻击该反应物的一侧。这样的研究可以通过说明松散键只能在一种构型中形成来合理地解释立体选择性的过程。有趣的是,当使用相反构型的手性添加剂时,手性产物会有相反的构型。
随着越来越多的手性添加剂被评估,设计出更高的总收率和更高的ee成为可能。其中一些在5%摩尔水平有效,在检查中很容易恢复。这两个因素可能是有用的,因为其中一些相当昂贵。今天,这种手性添加剂被称为不对称有机催化剂。在许多情况下,它们工作得足够好,可以在适合生产的多公斤尺度上使用。