【摘 要】
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芳香族手性仲醇是合成许多具有生物活性的天然产物和药物的重要中间体,近年来引起了人们浓厚的研究兴趣。通过不对称催化芳基转移反应是目前获得芳香族手性仲醇的一个重要方
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芳香族手性仲醇是合成许多具有生物活性的天然产物和药物的重要中间体,近年来引起了人们浓厚的研究兴趣。通过不对称催化芳基转移反应是目前获得芳香族手性仲醇的一个重要方法,为了研究不对称催化芳基转移反应中手性配体的结构和催化活性之间的关系,本文设计合成了一系列醛基苯环上带有不同取代基的酚基胺配体,并将它们用于不对称催化芳基转移反应中,在此基础上结合计算化学方法,研究了它们的结构、能量和催化活性之间的关系,并进一步研究了该类配体不对称催化该反应的关键过渡态。论文主要研究工作及结论如下:
一.催化反应的研究结果说明,配体的空间效应对反应的催化活性和选择性影响很大,醛基部分苯环上带有邻位供电子取代基的配体的催化活性最高;而醛基部分苯环的间位和对位上带有相同取代基的配体的催化活性比较接近。研究还发现,醛基部分苯环上带有强吸电子基团(如氟基)的配体不利于该反应。
二.分子结构决定了分子的性质,配体或催化剂的键长,键角、二面角、电荷分布及能量等物理化学参数影响着它们在反应中的催化活性,这决定了配体结构优化是进行量子计算化学的关键。为了研究不同酚基胺手性配体的催化活性与结构的关系,我们采用Guassian03计算软件,在B3LYP/6-31G**水平上对酚基胺配体手性配体进行了结构优化和频率计算。发现取代基团相同、取代位置不同的同系列手性酚基胺配体在芳基转移反应中的催化活性与其优化结构的能量有关并呈现规律性变化,即在同系列配体中,能量低的手性配体在该反应中的催化活性低。
三.鉴于目前国内外对于不对称催化方面的研究,大部分只限于新配体的设计合成及催化研究,很少针对所设计出的配体进行具体的机理、过渡态研究。我们用Guassian03化学软件,在HF/lan12dz计算水平上,针对所设计合成出来的酚基胺手性配体进行了过渡态及机理研究。结果发现,在最主要的anti型过渡态结构中,与锌相连的乙基越多,过渡态结构的能量越高,反应活化能也越大,因此我们推断能量较低的Ph-Anti-S型过渡态是反应中最可能形成的过渡态。在此基础上,我们进一步阐明了该类手性配体在二乙基锌存在下不对称催化醛的芳基转移反应的机理。
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