手性酚基胺配體的設(shè)計合成及催化活性研究.pdf

1、芳香族手性仲醇是合成許多具有生物活性的天然產(chǎn)物和藥物的重要中間體,近年來引起了人們濃厚的研究興趣。通過不對稱催化芳基轉(zhuǎn)移反應(yīng)是目前獲得芳香族手性仲醇的一個重要方法,為了研究不對稱催化芳基轉(zhuǎn)移反應(yīng)中手性配體的結(jié)構(gòu)和催化活性之間的關(guān)系,本文設(shè)計合成了一系列醛基苯環(huán)上帶有不同取代基的酚基胺配體,并將它們用于不對稱催化芳基轉(zhuǎn)移反應(yīng)中,在此基礎(chǔ)上結(jié)合計算化學(xué)方法,研究了它們的結(jié)構(gòu)、能量和催化活性之間的關(guān)系,并進(jìn)一步研究了該類配體不對稱催化該反應(yīng)的

2、關(guān)鍵過渡態(tài)。論文主要研究工作及結(jié)論如下:
　　 一.催化反應(yīng)的研究結(jié)果說明,配體的空間效應(yīng)對反應(yīng)的催化活性和選擇性影響很大,醛基部分苯環(huán)上帶有鄰位供電子取代基的配體的催化活性最高；而醛基部分苯環(huán)的間位和對位上帶有相同取代基的配體的催化活性比較接近。研究還發(fā)現(xiàn),醛基部分苯環(huán)上帶有強(qiáng)吸電子基團(tuán)(如氟基)的配體不利于該反應(yīng)。
　　 二.分子結(jié)構(gòu)決定了分子的性質(zhì),配體或催化劑的鍵長,鍵角、二面角、電荷分布及能量等物理化學(xué)參數(shù)影響

3、著它們在反應(yīng)中的催化活性,這決定了配體結(jié)構(gòu)優(yōu)化是進(jìn)行量子計算化學(xué)的關(guān)鍵。為了研究不同酚基胺手性配體的催化活性與結(jié)構(gòu)的關(guān)系,我們采用Guassian03計算軟件,在B3LYP/6-31G**水平上對酚基胺配體手性配體進(jìn)行了結(jié)構(gòu)優(yōu)化和頻率計算。發(fā)現(xiàn)取代基團(tuán)相同、取代位置不同的同系列手性酚基胺配體在芳基轉(zhuǎn)移反應(yīng)中的催化活性與其優(yōu)化結(jié)構(gòu)的能量有關(guān)并呈現(xiàn)規(guī)律性變化,即在同系列配體中,能量低的手性配體在該反應(yīng)中的催化活性低。
　　 三.鑒于

4、目前國內(nèi)外對于不對稱催化方面的研究,大部分只限于新配體的設(shè)計合成及催化研究,很少針對所設(shè)計出的配體進(jìn)行具體的機(jī)理、過渡態(tài)研究。我們用Guassian03化學(xué)軟件,在HF/lan12dz計算水平上,針對所設(shè)計合成出來的酚基胺手性配體進(jìn)行了過渡態(tài)及機(jī)理研究。結(jié)果發(fā)現(xiàn),在最主要的anti型過渡態(tài)結(jié)構(gòu)中,與鋅相連的乙基越多,過渡態(tài)結(jié)構(gòu)的能量越高,反應(yīng)活化能也越大,因此我們推斷能量較低的Ph-Anti-S型過渡態(tài)是反應(yīng)中最可能形成的過渡態(tài)。在此基