丁硅烯双键转移异构化反应机理的研究

利用从头计算法(6-31G)对丁硅烯的双键转移异构化反应进行了研究,采用Berny能量梯度法优化出了产物、过渡态、中间体和反应物的几何构型,并对过渡态进行了振动分析确认.计算结果表明:丁硅烯的双键转移异构化反应的机理是:一个氢原子先从1号硅原子迁移至2号氢原子,然后再形成一个五元环,另一个氢原子从4号硅原子迁移至1号硅原子,这样,2,3双键转移为3,4双键.     

烯烃自由基双氧化及胺氧化立体选择性的理论研究

烯烃自由基双氧化或胺氧化避免了使用过渡金属作为催化剂,具有良好的应用前景.在这里,我们运用密度泛函理论对以异羟肟酸为底物的烯烃自由基双氧化及胺氧化的立体选择性进行了研究.对于分子内反应,立体选择性很大程度上取决于六元环或五元环的骨架结构.由于异羟肟酸结构的特殊性,六元环自由基中间体采取人们通常所认为极不稳定的船式构象,两个大位阻的取代基所在的碳采取重叠式构象,使得顺式产物的形成极为不利,大大提高了反式选择性;而在五元环中位阻作用不是很明显,化学选择性较低.对于分子间的反应,立体选择依赖于反应前体的构象分布.在最稳定的构象中,底物取代基与碳中心自由基存在轨道相互作用,不利于氧气的顺式进攻.可见,底物结构的特殊性不仅提高了六元环反应的反式选择性,还有利于分子间的反式加成.     

钌催化1,6-烯炔环化反应的研究进展

五元环和六元环是许多药物及生物活性分子中的基本结构单元,广泛存在于各种天然产物中.因此,开发高效的合成方法构筑五元/六元环一直是有机合成的热点课题之一.其中,由于过渡金属钌(Ru)催化1,6-烯炔的环化反应具备原子经济、反应条件温和、对官能团兼容性好、产率和选择性高等特点,近年来得到了研究者的广泛青睐.基于反应机理及产物的多样性,简要综述了Ru催化1,6-烯炔环化反应的发展历程和最新进展.     

新型抗癌异噁唑啉基咪唑[1,2-a]吡啶C-核甙类化合物的合成

以异恶唑啉基环取代呋喃核糖环（ribose ring)，成功地合成了一系列咪唑[1,2-a]吡啶C－核甙化合物的衍生物3和4（其中碱基和异恶唑啉基环之间以C－C化学键方式连接），这两种异构体中N和O原子处于相互交换的位置，分别可以利用相应的烯烃和腈氧化物中间体进行偶极环合加成反应制得，其中衍生物4c显示出一定的抗HIV－1活性。     

乙腈及其氯代物水解反应机理的理论研究

采用密度泛函方法研究了乙腈和氯代乙腈的水解反应机理.在B3LYP/6-31++G(d,p)水平上优化了水解反应途径中的反应物、过渡态、中间体及产物的几何构型.在乙腈的水解途径中首先形成一个四元环的过渡态,对应水分子中的O原子进攻乙腈上的C原子,同时水分子上的一个H原子转移到乙腈的N原子上,形成不稳定的烯醇中间体.该中间体可以异构化为更稳定的乙酰胺,乙酰胺与另一个水分子作用,最终水解为乙酸和氨气.氯代乙腈的水解反应机理和乙腈基本一致,但其反应活化能垒比乙腈低,产物为氯代乙酸和氨气.     

全氟辛酸(PFOA)热降解反应机理的理论研究

采用Gaussian09ONIOM分层计算方法,研究了全氟辛酸(C7F15COOH)热分解消除HF的反应历程,在B3LYP/aug-cc-pvtz//B3LYP/6-31G(d,p)+ZPVE水平下,得到7条可能的反应通道.计算结果表明,全氟辛酸的热降解反应可以通过六元环反应机理、五元环反应机理、直接脱CO、CO2、CF2反应机理平行进行得到产物,其中以五元环过渡态进行反应生成CO、CF3(CF2)5CFO具有相对较低的活化能,为反应的主要通道,生成产物CO2和CF3(CF2)4CF=CF2的产率较低;PFOA的H异构化后经过五元环过渡态消除HF分子并形成环氧中间体,此过程能垒高达183.4kJ/mol,相较于其他各步能垒最高,为整个反应的速控步骤,理论预测的主要产物与实验基本吻合.研究还表明,强酸性条件有利于PFOA的降解.     

（3S，4R）-3，4-（二氧丙叉基）-N-氧化吡咯烷与丙烯酸甲酯的环加成反应研究

硝酮与烯烃的的1,3-偶极环加成反应是构成五元含氮杂环的重要方法.本文先由异抗坏血酸经H2O2氧化,合成了(2R,3R)-(O,O-丙叉基)-γ-丁内酯1,然后用"一锅煮"的实验方法经DIBAL-H还原,羟胺化及甲磺酸处理,以55%的产率制备了环状硝酮2.接着,研究了环状硝酮2与丙烯酸甲酯3的1,3-偶极环加成反应.实验结果表明:当反应在甲苯中于室温下搅拌1.5 h,得到了区域选择性的环加成产物4a和4b,产率为76%.产物的波谱分析指出:该环加成反应具有高度的区域选择性和立体选择性,但endo/exo选择性较差(1:1.3).     

脱镁叶绿酸-a甲酯外接环的立体选择性化学反应

以脱镁叶绿酸-a甲酯1为起始原料,利用其的五元外接环的多官能团活性反应区域,分别进行了羟醛缩合反应和还原反应,合成出具有差向异构特征的叶绿素类二氢卟吩衍生物2和3.同时,提出了相应的化学反应机理,并对差向异构体的立体结构进行讨论和表征,解释和总结了脱镁叶绿酸-a甲酯中E-环化学反应的立体选择性.     

一种简便的异噁唑和异噁唑啉的合成方法

异恶唑和异恶唑啉是一种非常有用的合成中间体，我们用腈氧化物和炔丙醇或烯丙醇进行1，3－偶极环加成反应得到异恶唑和异恶唑啉，产物经核磁，红外，质谱确认。     

多杂原子化合物的设计与合成

通过Vilsmeier反应合成了4-[N-甲基-N-苯基]氨基苯甲醛中间体,该中间体与芳香胺类化合物反应,设计合成了3个新的多杂原子稠环化合物,并通过核磁氢谱、红外光谱、元素分析对它们进行了结构表征。     

Ta亚烷基化合物与Os氧化物间的亚烷基转移反应机理

使用密度泛函理论B3LYP方法研究了金属Ta亚烷基化合物与Os氧化物间的亚烷基转移反应机理.使用B3LYP方法,金属原子采用LanL2DZ基组和赝势,其他原子采用6-31G（d）基组,优化得到了反应物、产物、中间体和过渡态的几何构型.对所得到的结构使用B3LYP方法,金属原子采用包含f轨道的SDDAll基组和赝势,其他原子采用6-311＋＋G（d,p）基组计算了反应的活化Gibbs自由能.研究结果表明,金属Ta亚烷基化合物与Os氧化物间的亚烷基转移反应经由4个基元反应完成,每一基元反应的过渡态都具有四元环结构并且其活化Gibbs自由能都很小,反应在低温下容易完成.研究结果还表明,总反应是放热反应并且第1个基元反应是决速步骤.     

二正丁基锡羧酸酯的合成、晶体结构及杀菌活性研究

在苯溶液中,将2-苯甲酰基苯甲酸与二正丁基氧化锡进行脱水反应,获得新型二正丁基锡羧酸酯.采用元素分析、1H NMR和红外及晶体结构测定等手段对其进行了结构表征.结果表明:4个Sn原子均为五配位,构成以Sn原子为中心的扭曲三角双锥构型,3个双锡氧环构成具有对称二聚体结构;中心环[Sn2O2]通过O原子与两个环外Sn原子相连,双齿配体羧基的两个O原子分别与环内和环外Sn原子配位,每个环外Sn原子还与羧基形成单齿配位.并采用扩散法研究了其杀菌活性.     

苯并氮杂环类化合物的绿色合成研究进展

苯并氮杂环化合物以其特殊的结构特点和广泛的生理及药理活性而备受关注,也是医药、化学品及功能化材料的基本原料或关键中间体,因此其绿色合成方法的研究是有机化学及药学领域的研究热点之一.苯并五元、六元、七元氮杂环化合物通常是由邻氨基苯酚(硫酚、二胺)与不同结构的羰基化合物反应制得,本文中,笔者阐述了近年来苯并五元、六元、七元氮杂环化合物的绿色合成方法的研究进展,归纳、整理、总结各类反应的特点和优势,并展望了其合成及应用的前景.     

微波辅助下硝酸铋选择性硝化对氯甲苯

在微波辅助下,以五水硝酸铋为硝化试剂进行对氯甲苯硝化反应选择性研究,对反应产物进行了核磁共振氢谱表征,同时讨论了溶剂、催化剂及其用量、五水硝酸铋用量等对反应的影响,优化条件下,硝基对氯甲苯的产率为70.6%,4-氯-2-硝基甲苯的选择性为64.5%。通过计算两种硝化反应产物中间体的能量解释了反应的选择性。     

串联反应一锅合成2-酯基多环稠合1,5-苯并硫氮杂■化合物

以取代的邻氨基苯硫酚、取代的1-茚酮、乙醛酸乙酯为原料,乙醇为溶剂,三氯化铈作催化剂,三组分串联一锅合成了10种2-酯基多环稠合1,5-苯并硫氮杂■化合物.首先,取代的1-茚酮与乙醛酸乙酯经Knoevenagel反应制得α,β-不饱和酯类化合物,不分离中间体,再与邻氨基苯硫酚上亲核性的巯基发生共轭加成,生成氨基酮中间体,其另一亲核性的氨基进攻羰基发生分子内亲核加成、脱水环合成亚胺或烯胺结构的多环稠合1,5-苯并硫氮杂■化合物.该合成方法摒弃了传统的多步反应,具有原子经济、操作简便、反应条件温和、产率较高、选择性好且绿色环保的优点.     

导向配体辅助选择性合成rac-C2H4-（η5-Ind）2ZrCl2

利用一系列含O、S、N配位原子的导向型辅助配体,与四氯化锆发生配位反应,生成具有一定空间导向作用的中间体配合物,用于研究其与亚乙基桥联双茚二锂盐C2H4-[(η5-Ind)Li]2反应时对络合产物非对映选择性合成的诱导作用。结果表明所合成的大多数辅助配体均导向选择性生成呈C2-对称的一对外消旋异构体rac-C2H4-(η5-Ind)2ZrCl2,产物中外消旋异构体rac-C2H4-(η5-Ind)2ZrCl2与内消旋异构体meso-C2H4-(η5-Ind)2ZrCl2的摩尔比最高达到74∶26。进一步的研究表明,导向辅助配体与四氯化锆所形成的中间体配合物的结构、导向辅助配体配位原子类型及其取代基都对后续的导向选择性合成产生重要影响。     

天然岩藻糖苷酶的抑制剂L-deoxygulojirimycin关键中间体的不对称合成

报道一种合成天然氮杂糖L-deoxygulojirimycin关键中间体及全保护L-gulono-1,5-lactam的方法.其关键反应之一为二碘化钐(SmI2)促进下对硅基保护的3-羟基戊二酰亚胺10的C-2位的区域和立体选择性不对称羟甲基化,区域选择性为80:20,立体选择性为93:7;另一关键反应为采用OsO4-NMO体系对18进行不对称双羟基化反应,立体选择性单一,并通过NOE确定产物的立体化学.     

天然氨基酸中氢键的量子化学研究

用从头计算法优化了20种天然氨基酸正、负、偶极离子.计算结果表明,α-NH2上的氮原子可以和羧基氧原子形成氢键,通过N1-H2…O3氢键的生成,原子N1、H3、O4、C4、C5形成了五元环.从正离子、负离子到偶极离子,氢键强度逐渐减小.侧链原子对氢键也有影响:正离子的侧链除苏氨酸和丝氨酸外,其它氨基酸不对氢键构成影响;负离子氢键受侧链的影响较大;而偶极离子中氢键基本不受侧链的影响.     

Baldwin闭环规则

众所周知,环状化合物中环张力大小是由环上原子的个数和特性决定的.一般说来,六员环张力最小,其次是五员环,三员环和四员环张力较大.尤其是三员环,张力最大,以致在有机化学教科书中把环丙烷的碳碳键描述为弯曲键,借以解释按正常成键可能产生的特大张力问题.对于一个成环反应,从热力学上考虑,六员环比较稳定,容易形成,小环由于张力较大,不稳定,就不易形成.但在有机合成中却发现有些化合物,在某一反应条件下,可以形成六员环,也可以形成五员环时,实行得到的却是张力较大的五员环;在可以形成四员环,也可以形成三员环时,得到的却是张力更大的三员环.例如:     

一些重酮体系与水的亲核加成反应的计算研究

采用密度泛函理论(DFT)方法在B3LYP/6-311 G(d,P)水平上对4类重酮体系的模型化合物(H2X=Y,X为Si或Ge,Y为S或Se)与水的亲核加成反应的反应机理和势能剖面进行了理论计算研究,利用Bader的AIM(Atom in Molecules)理论对反应过程进行了电子密度拓扑分析研究.结果表明,所研究的4个反应的反应机理完全相同,即:两反应物分子首先经过一无能垒过程形成中间体络合物,该中间体络合物再经过4元环过渡态形成产物.4个反应的活化能垒分别为17.87、18.32、35.32及40.25 kJ/mol.所研究的4个双键体系的反应活性顺序为:Si=S>Si=Se>Ge=S>Ce=Se.