p,p′-芳炔桥连的四联萘拓扑环芳分子的设计与合成

基于联萘衍生物手性构型高度稳定的特点, 以光学活性的(R)-2,2'-二乙炔基-1,1'-联萘为模板, 设计了3个有趣的拓扑环芳分子——含有4个手性联萘单元的(R,R,R,R)-2a～2c, 并探讨了它们的合成. 合成路线涉及三甲基硅(Me₃Si-)保护基的控制导入, 对位取代的芳基连接桥的链接, 保护基的脱去以及分子间偶合成环4个步骤. 用比旋光度([α]_D), MS, IR, UV-Vis, ¹H和¹³C NMR以及元素分析表征了这些化合物.     

手性3,5-二甲基-2-芳基-2-吗啉醇盐酸盐的合成及其晶体结构

以(S)-2-氨基丙醇为手性源与α-溴-3-氯苯丙酮反应, (R)-2-氨基丙醇为手性源与6-甲氧基-2-(2-溴丙酰基)萘反应, 分别合成了手性纯化合物(2R,3R,5S)-3,5-二甲基-2-(3-氯苯基)-2-吗啉醇盐酸盐(4a)和(2S,3S,5R)-3,5-二甲基-2-(6-甲氧基-2-萘基)-2-吗啉醇盐酸盐(4b), 利用X射线单晶衍射仪测定了两化合物的晶体结构和两化合物的空间结构, 并初步分析两化合物空间结构, 化合物4a晶体属正交晶系, 空间群为P2₁2₁2, 晶胞参数为: a＝0.8718(2) nm, b＝0.7883(2) nm, c＝2.0247(6) nm, Z＝4, V＝1.3915(7) nm³, D_c＝1.328 g/cm³, F(000)＝584, R₁＝0.0399, wR₂＝0.0797, S＝1.042. 化合物4b晶体属正交晶系, 空间群为P2₁2₁2₁, 晶胞参数为: a＝0.71035 (9) nm, b＝0.77703(10) nm, c＝2.9820(4) nm, Z＝4, V＝1.6318(4) nm³, D_c＝1.318 g/cm³, F(000)＝688, R₁＝0.0520, wR₂＝0.1108, S＝0.994.     

手性硼酸酯介入的不对称合成3† (R)-或(S)-1,1'-联-2-萘酚硼酸-(S)-脯氨酸酐促进的前手性亚胺的不对称硼烷还原

手性螺硼酸酯(R)-或(S)-1,1'-联-2-萘酚硼酸-(S)-脯氨酸酐[(R,S)-1或(S,S)-1]对前手性亚胺硼烷还原的不对称催化活性被观察到. 在(R,S)-1或 (S,S)-1存在下, 由前手性二烷基酮或烷基苯酮与苯胺缩合生成的前手性亚胺在THF中被硼烷还原, 高产率地给出手性仲胺, 其对映体纯度高达74% ee. 其中, 三种手性仲胺[N-(2-戊基)苯胺, N-(3-甲基-2-丁基)苯胺和N-(4-甲基-2-戊基)苯胺]系首次合成.     

利用薯蓣皂甙元完整骨架形式合成1α,25-二羟基维生素D3

首次利用薯蓣皂甙元的完整骨架经16步反应以7.6%的总收率合成了骨化三醇(1α,25-二羟基维生素D₃)的光化反应前体. 3-苄基保护的薯蓣皂甙元经还原开E/F环产生3,16,26-胆甾三醇-3-苄醚(5). 除去化合物5 C-16羟基后, 其C-26羟基经消除和羟基化反应转移到C-25位. 目标分子A/B环结构单元通过薯蓣皂甙元A/B环的官能团转化被构筑. 按照已知的光化反应, (1S,3R)-胆甾-5,7-二烯-1,3,25-三醇能被转化成为1α,25-二羟基维生素D₃.     

利用工业废弃物中获得的(R)-5-甲基-δ-戊酸内酯为原料合成(2R,6R)-2,6,10-三甲基十一醇

(2R,6R)-2,6,10-三甲基十一醇(1)是维生素E、维生素K和植醇的基本结构单元. 利用从甾体皂甙元氧化降解产生的工业废弃物中所获得的手性化合物(R)-5-甲基-δ-戊酸内酯(6), 先将其转化成为化学性质稳定的(4R)-甲基-5-甲氧甲氧基戊酸甲酯(7), 再经十二步反应, 以14.1%的总收率合成得到了目标化合物(2R,6R)-2,6,10-三甲基十一醇(1).     

具有C2对称的氮磷-氧磷配体双噁唑啉磷乙烷的合成及在不对称催化加氢中的应用

利用易得的光学纯N-甲基氨基醇与1,2-双(二氯磷)乙烷缩合合成了一类新的具有C₂对称轴的氮磷-氧磷配体(R,R)-双噁唑啉磷乙烷(BOAPE) 1～4. 该类配体不仅具有C₂对称结构和刚性五元环, 还具有富电子特性, 利用500 MHz进行了¹H NMR, ³¹P NMR, ¹³C NMR表征. 与这些配体配位形成的Rh配合物用于N-苯甲酰基脱氢丙氨酸衍生物和α-功能化酮不对称加氢, 分别可以得到99%和98%的ee. 这类配体比它们相对应的非C₂对称的氮磷-氧磷化合物(AMPP)配体具有更高的对映选择性. 在这四个新的配体中配体(R,R)-Ph-BOAPE (2)的催化性能最优. 催化剂[Rh(COD)(R,R)-Ph-BOAPE]BF₄的半反应周期t_1/2和周转频率(TOF)在N-苯甲酰基肉桂酸甲酯的不对称加氢反应中分别为12 min和6.5 min^－1.     

手性磺酸基联萘(并冠)醚的合成及水相中直接催化三组分Mannich反应

由1,1'-联-2-萘酚经Williamson合成法及与二甘醇/三甘醇单/双对甲苯磺酸酯反应, 制得10个联萘(并冠)醚, 用氯磺酸磺化, 分别得到10个6,6'二磺酸基联萘(并冠)醚(3a～3f, 6a～6d). 将手性磺酸基联萘(并冠)醚作为Brønsted酸催化剂, 水相中直接催化苯胺、苯甲醛和环己酮三组分Mannich反应, 获得高化学收率(90%～99%)和非对映选择性产物, 其中(R)-6,6'-二磺酸基联萘并-20-冠-6的非对映选择性de 98%. 催化苯胺/取代苯胺、苯甲醛和苯乙酮的反应, 结果显示反应与催化剂和底物分子结构、反应温度及反应时间有关. 催化剂容易回收, 重复使用多次活性基本不减.     

基态N2O－的势能函数研究

以6-311＋＋G(3df, 3pd)为基函数, 采用密度泛函理论的B3LYP方法对N₂O^－分子体系的结构进行了优化计算. 结果表明N₂O^－分子最稳态为C_s构型, 电子组态为²A', 平衡核间距R_N—N＝0.11873 nm, R_N—O＝0.13012 nm, 键角∠NNO＝133.94448°, 离解能D_e＝10.3857 eV, 基态简正振动频率: 弯曲振动频率ν₁＝656.7488 cm^－1, 对称伸缩振动频率ν₂＝998.1562 cm^－1, 反对称伸缩振动频率ν₃＝1684.3093 cm^－1. 并用多体展式理论方法推导出了基态N₂O^－分子的分析势能函数, 其等值势能图准确地再现了N₂O^－分子的结构特征和离解能.     

具有二重穿插结构的配位聚合物[Cu(bpy)(OH)]n的合成与结构表征

利用水热反应, 合成了一个具有二重穿插结构的一价铜配位聚合物[Cu(bpy)(OH)]_n (1) (bpy＝4,4'-联吡啶), 并利用元素分析, X射线单晶衍射, 红外光谱以及热重分析等手段对标题化合物进行了表征. 晶体学数据: 四方晶系, I41/acd空间群, a＝1.41802(6) nm, b＝1.41802(6) nm, c＝3.8568(3) nm, β＝90.00°, V＝7.7552(7) nm³, Z＝32, S＝1.074, 最终残差因子[I＞2σ(I)] R₁＝0.0345, wR₂＝0.0767, 对于全部数据R₁＝0.0566, wR₂＝0.0867.     

两种邻、间手性二醇的区域选择性取代反应研究

对两种邻、间手性二醇的区域选择性取代反应进行了研究. 以(R)-(－)-1,3-丁二醇(1)为起始原料, 在各种有机碱存在下, 先合成C¹-位单磺酸酯, 进行C¹-位的单醚化取代, 均有非区域选择性的单(双)取代物生成. 若用SOCl₂处理1, 使其首先生成环状亚硫酸酯中间体5, 苯硫酚在2% Na₂CO₃存在下可和其发生高区域选择性取代反应, 生成 (R)-(－)-3-羟基-丁基苯硫醚(3). 以同样的方法使(S,R)-(＋)-1-(6-氟-2-色满基)-1,2-乙二醇(6)和SOCl₂反应生成环状亚硫酸酯(9), 再和苄胺反应, 也可发生高区域选择性取代, 生成 (S,R)-(＋)-2-苄氨基-1-(6-氟-2-色满基)-乙醇(8). 该反应方法具有高区域选择性, 产物有高旋光纯度、高产率.     

一种含有手性联萘“铰链”单元的环芳分子的设计、合成及表征

基于联萘衍生物手性构型高度稳定以及联萘结构中2个萘平面的两面角可以在一定范围内张合的特点, 分别以光学活性的(R)和(S)-2,2'-二乙炔基-1,1'-联萘为模板, 设计了一种含有8个“铰链”结构单元的新的环芳分子¾—(R,R,R,R,R,R,R,R)-3和(S,S,S,S,S,S,S,S)-3. 其合成路线涉及间苯基连接桥的链接, 保护基的脱去和控制导入以及分子间偶合等步骤. 用MS, IR, UV-Vis, ¹H和¹³C NMR以及元素分析等技术对中间体和目标化合物进行了结构表征. 测定并比较了2个目标化合物的比旋光度[α]_D和圆二色(CD)性质. 在CH₂Cl₂溶液中, 两个异构体(R,R,R,R,R,R,R,R)-3和(S,S,S,S,S,S,S,S)-3的[α]_D²⁵值分别为－911.8和＋908.6, 并且它们的CD谱表现出对称的镜像特征．这些实验结果清楚地反映了它们之间的对映异构关系.     

PdYH分子的结构与势能函数

用密度泛函理论的B3LYP方法, 对钯和钇原子采用SDD收缩价基函数, 氢原子采用6-311＋＋G**全电子基函数, 对PdY和PdYH体系的结构进行优化. 计算表明: PdY分子的几何构型为C_∞v, 其基态为X²Σ^＋态, 键长R＝0.24168 nm, 离解能为D_e＝2.8261 eV, 谐振频率ω_e＝254.0656 cm^－1, 并拟合得到Murrell-Sorbie势能函数; PdYH分子最稳态为C_s构型, 电子组态为¹A', 平衡核间距R_PdY＝0.24281 nm, R_YH＝0.19824 nm, 键角∠PdYH＝116.7157°, 离解能D_e＝5.6146 eV, 基态简正振动频率: 对称伸缩振动频率ν₁ (a')＝348.2909 cm^－1, 弯曲振动频率ν₂ (a')＝243.3382 cm^－1, 反对称伸缩振动频率ν₃ (a')＝1442.2695 cm^－1. 由微观过程的可逆性原理分析了分子的可能离解极限. 并用多体项展式理论方法分别导出基态PdY和PdYH分子的势能函数, 其等值势能面图准确地再现了PdY和PdYH分子的结构特征和离解能, 由此讨论了Pd＋Y＋H分子反应的势能面静态特征.     

用量子化学参数研究烯烃聚合物定量构效关系

以密度泛函理论(DFT)方法所得的烯烃聚合物结构单元的物性参数如总能量E_t、内能E_in、等容比热C_V、熵S、四极矩Q_ii、偶极矩 µ、平均极化率α及原子最大负电荷q^－等8个量子化学参数, 用逐步回归法分别建立了这些参数与摩尔体积V_{298 K}, 摩尔等张体积P_s、摩尔吸收常数色散分量F_d、摩尔折射率R_LL、摩尔抗磁磁化率χ、摩尔粘度温度函数H_vsum、摩尔Rao函数U_R及摩尔Hartmann函数U_H的结构-性能定量关系 (QSPR) 模型, 其测试集的决定系数R²分别是: V_{298 K} 为0.989, P_s为0.982, F_d为0.975, R_LL为0.997, χ为0.988, H_vsum为0.914, U_R为0.988及U_H为0.972. 结果表明, 用这些量子化学参数所建立的聚合物QSPR模型能用于聚合物性能的预测.     

以手征性联萘为模板合成一种新的螺旋环芳分子

基于2,2'-二取代的联萘衍生物在手性构型上高度稳定的特点, 分别从光学活性的(R)-和(S)-2,2'-二乙炔基-1,1'-联萘结构模板出发, 通过Sonogashira 偶连反应导入苄基砜, 然后用二异丙基氨基锂(LDA)处理制得的联萘二砜成功地合成了一种新的螺旋环芳分子——对映异构体(R,P)-3和(S,M)-3. MS, IR, ¹H和¹³C NMR以及元素分析表征了这些化合物．镜象特征的圆二色(CD)谱和比旋光度[α]_D的测定结果清楚地反映了它们的对映异构关系．     

含N—取代乙二胺类配体的钴(Ⅲ)配合物的研究 Ⅰ.配合物[Co(acac)2L]+(L=N—甲基和苯基取代乙二胺类)的合成、稳定性及配体的配位场强度的研究

利用原料配合物[Co(acac)₃]和N-甲基和苯基取代乙二胺类配体在甲醇溶媒和活性炭的存在下进行反应,合成了一系列新的八面体型[Co(acac)₂L]⁺(L=N-甲基和笨其取代乙二胺类配体,acac=2,4-戊二酮离子)配合物。本文合成的七种配合物的分离和纯化都是采用以SP—SephadcxC 阳离子交换树脂为填充剂的柱型色谱技术进行的。所有配合物的紫外可见吸收光谱的第吸收带都在16600-18300cm^-1范围,表明¹A_1g→¹T_2g(O_h)的跃迁。并对N-甲基和苯基取代乙二胺配体的配位场强度进行了研究。     

以5-甲基-3-吡唑甲酸为配体构建的具有六方孔道的钴(Ⅱ)、镍(Ⅱ)超分子化合物：合成、晶体结构和性质

利用5-甲基-3-吡唑甲酸,分别与CoCl2·6H2O和Ni(NO3)2·6H2O反应,得到了配合物[M(MPA)2(H2O)2](1:M=Co;2:M=Ni)(HMPA=5-甲基-3-吡唑甲酸)。用元素分析、红外光谱、X-单晶衍射结构分析对其进行了表征。配合物1和2的晶体结构参数如下:配合物1和2的晶体都属于六方晶系,空间群为R3c。配合物1的晶胞参数为a=1.483 94(4)nm,b=1.483 94(4)nm,c=3.207 66(6)nm,V=6.117 2(3)nm3,Z=18;配合物2的晶胞参数为a=1.466 53(14)nm,b=1.466 53(14)nm,c=3.243 0(6)nm,V=6.04 03(14)nm3,Z=18。金属离子与来自2个5-甲基-3-吡唑甲酸配体中的2个氮原子及2个氧原子,2个水分子中的2个氧原子配位,形成八面体配位构型。配合物中的独立结构单元[M(MPA)2(H2O)2]通过分子间氢键形成具有六方孔道的三维结构。热重分析表明配合物1和2具有较高的热稳定性。此外,考察了配合物1和2的荧光和电化学性质。CCDC:900677,1;900678,2。     

(S)-(+)-N-取代吡咯烷甲醇衍生物的合成及晶体结构

从L-α-脯氨酸出发,经过酯化、N-烷基化、与格氏试剂反应合成了6个未见文献报道的(S)-(+)-N-取代吡咯烷甲醇衍生物3a～3f,其结构经IR,1HNMR和元素分析测定确证.并用X射线单晶衍射法测定了化合物(S)-(+)-1-[N-(5-氯-2-噻唑甲基)-2-吡咯烷基]-1,1-二苯基甲醇(3e)的晶体结构.晶体为单斜晶系,空间群为P2(1),a=0.8737(14)nm,b=0.9098(14)nm,c=1.2180(17)nm,α=90.00°,β=92.55(3)°,γ=90.00°,V=0.9671(3)nm3,Z=2,Dc=1.3217g/cm3,F(000)=404,R=0.0584,wR=0.1335.     

基于配合物配体策略的Cu-Cd异核配位聚合物的合成与晶体结构

利用小分子配合物[Cu(2-mpac)₂(H₂O)]•3H₂O (1)作为配合物配体, 以其两侧未配位的羰基氧原子与金属配位合成了一个Cu-Cd异核配位聚合物[Cu(2-mpac)₂(H₂O)₂Cd(H₂O)₄(NO₃)₂]_n (2) (2-mpac＝5-methyl-2-pyrazinecarboxylic acid), 并利用元素分析、红外光谱以及X射线单晶衍射法对标题化合物进行了表征. 晶体学数据: 三斜晶系, P-1空间群, a＝0.7654(7) nm, b＝0.8903(8) nm, c＝0.9745(9) nm, α＝116.116(1)°, β＝98.408(1)°, γ＝90.335(1)°, V＝0.5880(9) nm³, Z＝1, S＝1.053, 最终残差因子[I＞2σ(I)] R₁＝0.0280, wR₂＝0.0718, 对于全部数据R₁＝0.0305, wR₂＝0.0741.