微扰理论在有机化学中的应用研究Ⅲ——PMO与环加成反应的周边选择性

本文介绍了用于分析环加成反应的前线轨道的微扰分子轨道理论的普通方程,从而用简单的计算结果半定量地解释了环加成的周边选择性。通过对前线轨道系数的分析,可以预计周边选择性的主要产物。     

1,3-偶极环加成反应产物构型的推定

1,3-偶极环加成反应有多种选择性,因此产物往往也是由多个异构体组成.天然产物青藤碱进行1,3-偶极环加成反应杂环化时,产物理论上有四个异构体,实验中只发现两个异构体.本文分析了青藤碱1,3-偶极环加成反应中的选择性,再根据产物的1 H NMR、13C NMR、NOESY相关谱、电子效应、空间效应的分析,结合理论计算和软件模拟,最终确定了所得两种产物异构体-1和异构体-2的构型.本文的推定方法,在判定具有类似电子效应和空间效应的1,3-偶极环加成反应产物结构时,能起到一定的借鉴作用.     

PMO与两可亲核试剂的双重反应性——微扰理论在有机化学中的应用研究Ⅷ

本文介绍了用于分析电子授-受反应过程的普通微扰方程,通过考查反应过程的电荷控制和轨道控制,从而半定量地解释和预测了具有双重反应性的两可亲核试剂的反应选择性。 我们曾用分子轨道微扰理论的普通方程(GP方程)半定量地解释了某些环加成反应的反应性、周边选择性、次级效应以及烯烃和苯环的亲电反应性,本文试用类似的考虑方法,分析电子授-受过程的电荷控制和轨道控制,从而解释和预测具有双重反应性的两可亲核试剂的反应选择性。     

Diels—Alder反应中的区域选择性与次级轨道效应

本文介绍了含有次级作用项的分子轨道的微扰方程,从而运用前线轨道能量和系数分析了次级效应即不直接成键原子间的相互作用对 Diels-Alder 反应的区域选择性的控制作用。     

在不同介质中均相及异相Diels-Alder反应的研究

Diels-Alder反应的定位选择性和立体选择性,近年很受注意,报道了许多研究结果.前线分子轨道理论很好地解释了众所周知的内型规则.但是,不同溶剂和添加物对于各种Diels-Alder反应的立体选择性都有不同的影响.Gonzalez和Holt在三元混合溶剂体系中,研究环戊二烯和甲基丙烯酸甲酯的环加成反应,发现当添加表面活     

分子内1,3-偶极环加成反应研究(Ⅴ)——N-4-戊烯基硝酮体系环加成区域选择性产物的色谱分析及结构鉴定

利用色谱法、气-质联用技术及碳-13核磁共振,定量地研究了N-4-戊烯基硝酮体系区域选择性产物的结构和含量.实验结果表明气相色谱法是对N-4-戊烯基硝酮环加成产物分析的有效方法.所得结果与1,3-偶极环加成反应的动力学控制、硝酮偶极体系的LUMO轨道控制及过渡态理论相符,它为分子轨道理论在有机合成中的应用研究提供了重要的实验依据.     

2,4-二氧代戊酸甲酯环(端)烯的[2+2]光环加成反应

选择2,4-二氧代戊酸甲酯与4,5-二甲基环己烯、甲叉基环己烯或者甲叉基环己烷进行了[2＋2]环加成反应.通过控制反应条件,环加成产物可以选择性重排成多羰基化合物.同时,对化合物的形成过程进行了探讨,并且提出了可能的反应机理.所得新化合物的化学结构均经IR,1HNMR及元素分析予以确定.     

5-(l-氧基)-2(5H)-呋喃酮的不对称1,3-偶极环加成反应

5- (l-氧基 )- 2 (5H)- 呋喃酮在温和的实验条件下 ,能够同环状硝酮发生立体选择性的环加成反应 ,得到立体专一性产物 ,化学产率 54%～ 81% .     

炔基硫醚的制备和(E)-α-碘代烯基硫醚的立体选择性合成

乙基溴化镁与末端炔烃反应生成炔基Grignard试剂,后者与芳(烷)基硫氯作用高产率地制得了炔基硫醚.通过炔基硫醚与碘化氢在二氯甲烷中的加成反应,高产率且立体选择性地合成了(E)-α-碘代烯基硫醚.     

乙酰丙酸乙酯与苯甲醛反应的区域选择性研究

乙酰丙酸乙酯与苯甲醛的反应是碱催化条件下碳负离子的亲核加成反应,利用特殊的反应区域选择性可以合成不同结构的不饱和酮、羧酸或酮酸等重要的有机化合物.采用密度泛函量化计算方法(DFT)中的B3LYP方法在6-31G水平上,从反应中间体及产物的几何结构、能量、电荷密度等方面对该反应的区域选择性进行了理论研究;通过考察反应条件对实验结果的影响,对其反应的区域选择性进行了实验研究.研究结果表明:理论研究结果很好地解释了实验所得反应区域选择性的规律,即反应的主产物1a收率最高可达92%.     

C,N-二甲基硝酮与丙烯腈1,3-偶极环加成反应的理论研究

用分子轨道理论在B3LYP/6-31G*水平上对C,N-二甲基硝酮与丙烯腈的1,3-偶极环加成反应进行了理论计算.当C,N-二甲基硝酮向丙烯腈靠近时反应先生成3种不同的氢键复合物,其相对能量分别为-24.14,-23.43和-21.63 kJ.mol-1.随着反应的进行,3种氢键复合物转化为相应endo-4、exo-4、endo-5、exo-5四种不同产物的过渡态,4种反应途径的能垒分别为55.86,60.96,58.16和58.83 kJ.mol-1.研究结果表明该反应区域选择性和立体选择性都不明显,4种反应都很容易进行,最终得到endo-4、exo-4、endo-5、exo-5四种产物的混合物.     

Recent advances in the iron-catalyzed cycloaddition reactions

The rapid generation of molecular in a relatively easy manner has made the cycloaddition reaction a powerful tool in the synthesis of different membered ring compounds.Clearly,iron catalysts are becoming a much more interesting and viable choice for this purpose.In this review,a number of promising results in the iron catalyzed cycloaddition reactions in the last decades were summarized.Special attention has been paid to the asymmetric cycloaddition reactions.     

H4C2N+氮杂阳离子的结构与反应性

组成为H4C2N^ 氮杂阳离子有烯丙基型和烯酮亚胺型两类，它们都有较强的亲电性和反应活性，通过环加成反应能导入一种含氮的杂环结构，生成新的氮杂环化合物，由于反应能在常温下进行，反应的原料容易得到，使得氮杂阳离子的反应在有机合成中有着重要的实用价值．应用量子化学理论及其计算方法，从理论上研究这类体系的骨架原子在不同位置时的结构及其异构体的稳定性，以及它们与含双键的分子进行环加成反应的机理，寻找其反应规律，对于在有机合成中正确认识和应用这类反应有着重要的指导意义。     

Enzyme-catalysed [4+2] cycloaddition is a key step in the biosynthesis of spinosyn A

The Diels-Alder reaction is a [4+2] cycloaddition reaction in which a cyclohexene ring is formed between a 1,3-diene and an electron-deficient alkene via a single pericyclic transition state. This reaction has been proposed as a key transformation in the biosynthesis of many cyclohexene-containing secondary metabolites. However, only four purified enzymes have thus far been implicated in biotransformations that are consistent with a Diels-Alder reaction, namely solanapyrone synthase, LovB, macrophomate synthase, and riboflavin synthase. Although the stereochemical outcomes of these reactions indicate that the product formation could be enzyme-guided in each case, these enzymes typically demonstrate more than one catalytic activity, leaving their specific influence on the cycloaddition step uncertain. In our studies of the biosynthesis of spinosyn A, a tetracyclic polyketide-derived insecticide from Saccharopolyspora spinosa, we identified a cyclase, SpnF, that catalyses a transannular [4+2] cycloaddition to form the cyclohexene ring in spinosyn A. Kinetic analysis demonstrates that SpnF specifically accelerates the ring formation reaction with an estimated 500-fold rate enhancement. A second enzyme, SpnL, was also identified as responsible for the final cross-bridging step that completes the tetracyclic core of spinosyn A in a manner consistent with a Rauhut-Currier reaction. This work is significant because SpnF represents the first example characterized in vitro of a stand-alone enzyme solely committed to the catalysis of a [4+2] cycloaddition reaction. In addition, the mode of formation of the complex perhydro-as-indacene moiety in spinosyn A is now fully established.     

Sn(OTf)2催化活化D-A环丙烷的密度泛函研究

用量子化学密度泛函理论对路易斯酸Sn(OTf)2催化活化供电子-吸电子环丙烷的机理进行了量子化学研究.在B3LYP/6-31G计算水平全优化了反应势能面上所有驻点的几何结构,用自洽反应场极化连续介质模型分别在B3LYP/6-31G和B3LYP/6-311G(d,p)计算水平计算了单点溶剂化效应.结果表明,Sn(OTf)2催化活化D-A环丙烷是通过它们的配位作用增大C1-C(2)偶极矩和降低反键轨道σ*(C1-C2)的能量来实现的     

卤化N-烃基-3-羟基吡啶盐与缺电子亲偶极试剂的1,3-偶极环加成反应

研究了卤化N_甲基_3_羟基吡啶盐和卤化N_苄基_3_羟基吡啶盐与缺电子亲偶极试剂的 1,3_偶极环加成的反应条件 ,报道了环加成产物的构型及外型 /内型异构体比例。     

手性噁唑硼烷酮在不对称催化碳-碳成键反应中的作用

用半经验AM1方法研究了 口恶唑硼烷酮催化环戊二烯与烯醛不对称环加成反应 .结果表明 ,在催化剂存在下 ,反应的活化能明显降低 .理论预测的产物手性与实验吻合 .     

前线轨道对环加成反应的择向效应──1,4;2,1规则的作用

Diels-Alder反应通常是以一些反应熵减少,通过协同机理进行的_π4_s+_π2_s的环加成反应。然而,这种环加成反应的择向效应却很少报道.本文根据前线轨道能量及其原子轨道系数的变化,首次提出了称之谓“1-4;2-1”的规则,使环加成反应的择向问题规律化,在实际应用中简便易用,一目了然。