Асимметрическая индукция представляет собой фундаментальное явление стереохимии, при котором существующий хиральный центр, хиральная плоскость или хиральная ось в молекуле влияет на образование новых стереоцентров в ходе химической реакции. В результате реакции одна из возможных энантиомерных или диастереомерных форм образуется преимущественно, что определяет высокую стереоселективность процессов.
Ключевое значение асимметрической индукции состоит в том, что она позволяет контролировать пространственное расположение атомов и групп в продукте реакции, обеспечивая направленное формирование стереоизомеров. Это особенно важно для синтеза природных соединений, биологически активных веществ и лекарственных препаратов.
Впервые идея асимметрической индукции была чётко сформулирована Йоханнесом ван ’т Гоффом и Жозефом Лебелем, которые указали, что наличие хирального центра может влиять на химические превращения соседних атомов. В дальнейшем термин и концепция активно развивались в трудах Х. Кана, Дж. Блэра и Д. Крамма, что привело к созданию правил предсказания пространственной ориентации вновь образующихся связей.
Стерические взаимодействия Объёмные заместители вблизи хирального центра создают пространственные препятствия, из-за которых атакующая частица или реагент подходит к реакционному центру с менее затруднённой стороны.
Электронные эффекты Поляризация связей и распределение электронной плотности, вызванные хиральной средой, влияют на путь атаки нуклеофила или электрофила.
Конформационный контроль Наличие хирального центра фиксирует определённую конформацию молекулы, ограничивая вращение вокруг связей и обеспечивая преимущественный доступ к реакционному центру с определённой стороны.
Правило Фелкина–Ана Используется для предсказания конфигурации при нуклеофильных атаках на карбонильные соединения, содержащие хиральный центр в α-положении. Согласно правилу, нуклеофил атакует с той стороны, где наименьшее стерическое взаимодействие с крупными заместителями.
Модель Крамма Основана на представлении о хелатном эффекте и взаимодействии карбонильной группы с соседними заместителями. Атака нуклеофила определяется как минимум стерического и электронного отталкивания.
Модель Черчилла–Эванса–Фелкина Уточнённая версия, учитывающая не только объём заместителей, но и гиперконъюгацию, а также электронное распределение.
Асимметрическая индукция является одним из ключевых инструментов стереоконтроля. Благодаря ей стало возможным направленно синтезировать соединения с высокой энантио- и диастереоселективностью, что значительно сократило количество стадий в препаративной органической химии. В фармацевтической промышленности данный принцип используется для получения индивидуальных энантиомеров лекарственных препаратов, обладающих избирательной биологической активностью.