有机化学中的异头效应

1955年Edward 首次发现吡喃糖C(1)位的电负性强的取代基处于a键上, 随后被Lemieux和Chü定义为异头效应. 它是有机化学中最重要的立体电子效应之一, 通常存在于有Lp-X-A-Y结构单元的分子中, 其中X是带有孤对电子的电负性强的元素, A是一般元素, Y 也是电负性强的元素, Lp是X的孤对电子, 其轨道与A—Y键反平行. 异头效应对分子的结构和反应活性有重要影响. 综述了各类化合物中存在的异头效应、广义异头效应、反异头效应及在有机化学中的应用.     

异头效应与“糖”教学中的几个问题

从异头效应这一视角,阐释了构成淀粉和纤维素的葡萄糖结构单元之间α苷键和β苷键的不同及其如何导致结构的悬殊差异。籍此分析了α异头物和β异头物的相对稳定性、淀粉和纤维素酸性水解的难易,指出大自然对食物链的划分是精妙的。     

有机化学中的异头效应

与共轭效应、诱导效应和螺共轭效应一样,异头效应(anomeric effect)是有机化学中特殊的立体电子效应。在新型有机染料、医药、农药等高科技领域具有重要的理论意义。对理解有机反应的机理、预测反应产物的结构以及生理活性与结构的关系具有重要的意义,并能达到相当高的准确性。     

立体电子效应

立体电子效应是近年来有机化学研究的一个热点，有关的研究论文逐年增多。对于立体电子效应的认识始于构象分析和异头效应。     

γ-旁氏效应及其在立体异构体确定中的应用*

核磁共振碳谱中,碳化学位移受立体结构影响很大。同族原子中,和含相对较小的电负性原子(如Br/I)分子相比,大电负性原子(如F/Cl)会使其相连的α-碳化学位移增大,而β-及γ-碳化学位移更小。多数教材对其解释过于抽象,让学生理解困难。本文通过立体电子效应和位阻效应详细解释了取代基对于β-和γ-碳化学位移的影响。这些影响中,γ-旁氏效应应用最为广泛,常用于确定立体异构体的构型。大电负性原子有助于提高分子中邻位交叉式构象的比例。进而通过空间排斥,使该原子处于γ-位C—H 键的电子云移向碳端,导致σ键中的氢原子去屏蔽而碳原子屏蔽,进而该γ-位C—H键中相应氢化学位移增大,而碳化学位移减小。这种空间排斥更多见于固定环体系,从而可广泛用于立体异构体的结构分析中。此外,还分享了部分文献和本课题组的数据,帮助读者更好地将其运用于教学和科研中。     

烃基硼烷在有机合成中的应用

烃基硼烷在有机合成中的应用日益广泛,发展极为迅速。特别是烷基硼烷(RBH_2,RBH,R_3B)可极其方便地通过硼氢化反应制得,已成为有机合成的重要中间体。目前已发现它可以进行多种新型的有机反应,而且这些反应都具有反应条件缓和、操作简便、产率较高等优点。提供了数十种极有价值的新合成方法,广泛用于碳氢键、碳氧键、碳卤键、碳氮键、碳碳键的形成。更突出的是这些反应都具有极好的立体选择性,特别适用于许多天然产物如甾族化合物、萜类化合物和激素的立体合成。烷基硼烷在合成中的广泛应用,正在蓬勃发展,并已逐渐应用到有机合成工业生产中。本文仅就近年来的进展作一综述。     

手性联硼酸酯介导、实用的不对称异喹啉还原偶联反应

正J.Am.Chem.Soc.2017,139,9767～9770联硼化合物作为制备芳基或烷基硼酸酯的重要合成原料被广泛应用于工业中,而利用其还原性在无过渡金属参与下实现碳碳键构建则鲜有报道.利用简便易得的手性联硼酸酯实现高立体选择性的偶联反应将是很有吸引力的有机合成方法.手性双异喹啉既可以作为相转移催化剂,又是重要的手性配体骨架,而现有的手性双异喹啉的合成方     

碳碳重键自由基加成反应定位的若干规律问题

着重讨论了自由基加成定位效应指数Ａｆ的提出及应用。运用该指数可以发现，任一自由基在加成反应中，总是进攻碳碳重键上Ａｆ值较小的不饱和碳，或该碳被进攻占优势。两端Ａｆ值差距愈大，则定向专一性愈强；两端Ａｆ值相近，则自由基沿两个位置加成的几率可能相等。     

C(1)-芳基五碳呋喃糖衍生物的构型研究

碳苷类化合物早在四十年前就已合成。Sharma等发现了碳苷类抗菌素,进一步研究表明,一般具备生理活性的碳苷类化合物的端基C(1)-C’键多属β型。从而引起人们研究碳苷的兴趣。近年来,Hurd等报道了一些吡喃糖碳苷化合物的研究。呋喃糖环上的键取向多为半竖键或半横键,形成糖环上相邻碳原子与氢原子间的键角不稳定,使两个异构体间的能量差小,较难分离,所以对呋喃糖的研究不多。Kalvoda在研究呋喃核糖芳烃碳苷的端     

不对称C―H/C―H交叉脱氢偶联反应研究进展

近年来交叉脱氢偶联(CDC)反应在有机合成化学领域受到广泛关注,该策略在构建碳-碳键的反应中避免了底物的预官能团化,具有很高的原子经济性,符合绿色化学的发展要求。通过不对称CDC反应可以实现立体选择性构建碳-碳键,是目前有机合成中的热点研究领域。本文综述了不对称CDC反应研究进展,并对该领域未来的发展方向进行了展望。     

基于分子内交叉氧化偶联反应来非对映选择性构建全碳季碳中心

立体位阻拥挤C—C键,尤其是包含全碳季碳中心C—C键的构建一直是现代有机合成化学的挑战.利用硝酸铈铵(CAN)诱导的双烯醇硅醚化合物分子内交叉氧化偶联反应来非对映选择性地构建连续全碳季碳中心以及叔碳中心.该方法在相对温和的反应条件下,以CAN作为单电子氧化剂,高产率、高非对映选择性地构建立体位阻拥挤的C—C键.本研究提供了一种通过分子内交叉氧化偶联反应来实现两个不同片段高效连接的有效手段,可以应用到复杂天然产物的全合成研究中去.     

α,β——异头物的稳定性问题讨论

一、异头效应概念及偶极——偶极作用在环已烷多元取代物的椅式构象中,一般e键(下称横位)上取代基较多的构象较稳定;但若分子内有氢键或偶极作用力时,优势构象取决于各种相反作用力的强弱。如图1示出一些有机物的优势构象。其中a组构象因两极性取代基间的偶极——偶极作用,稳定的优势构象为两极性基团相距远、静电斥力小的aa键(竖位)取代构象。b组构象因这种排列有利于形     

利用邻-碳硼烷可变的C-C键实现发光分子从ACQ到AIE转变

利用邻-碳硼烷骨架中可变的C-C键,将在聚集态会发生猝灭（ACQ）的传统发光分子和具有振动自由度的碳硼烷基团连接起来,合成了带有聚集诱导发光（AIE）效应的邻-碳硼烷基发光分子。通过紫外可见吸收光谱、DFT计算、发射光谱及晶体结构测定等手段,研究了邻-碳硼烷可变的C-C键对化合物性质的影响。结果表明,在邻-碳硼烷骨架的碳原子上引入不同的取代基可以改变C-C键的振动特性,从而能够调控化合物的发光性质,并有效实现从ACQ到AIE的转变。     

利用邻-碳硼烷可变的C-C键实现发光分子从ACQ到AIE转变（英文）

利用邻-碳硼烷骨架中可变的C-C键,将在聚集态会发生猝灭(ACQ)的传统发光分子和具有振动自由度的碳硼烷基团连接起来,合成了带有聚集诱导发光(AIE)效应的邻-碳硼烷基发光分子。通过紫外可见吸收光谱、DFT计算、发射光谱及晶体结构测定等手段,研究了邻-碳硼烷可变的C-C键对化合物性质的影响。结果表明,在邻-碳硼烷骨架的碳原子上引入不同的取代基可以改变C-C键的振动特性,从而能够调控化合物的发光性质,并有效实现从ACQ到AIE的转变。     

过渡金属与光氧化还原协同催化的烯丙基取代反应的研究进展

过渡金属催化的烯丙基取代反应是一类重要且实用的有机化学反应, 可以立体选择性地高效构建碳-碳键和碳-杂键. 可见光氧化还原催化可以利用绿色清洁的可见光能源在较为温和的条件下产生自由基或者自由基离子等高反应活性的反应中间体, 被广泛地应用于有机合成中, 逐渐发展成为一种重要的合成工具. 鉴于烯丙基取代反应的重要性, 过渡金属与光氧化还原协同催化的烯丙基取代反应逐渐引起化学家的兴趣. 该协同催化的策略可以实现单一过渡金属催化难以实现的烯丙基取代反应, 反应的区域选择性和立体选择性也体现出不同的特点, 有望发展成为单一金属催化的烯丙基取代反应的重要补充. 本文综述了近年来不同过渡金属与可见光氧化还原协同催化的烯丙基取代反应的研究进展.     

高分子支载手性催化剂在Michael反应中的研究进展

高分子手性催化剂用于不对称有机合成,它易与产物分离、可通过适当的处理后回收重复使用;具有毒性或气味的手性催化剂支载在高分子上后,使用更加安全和方便;而且,适当结构的高分子聚合物可以为不对称反应提供更有利的微环境,提高立体选择性.正是这些优点,高分子手性催化剂的研究越来越受到人们的关注.不对称Michael反应是形成手性碳-碳、碳-杂键的重要反应,在有机合成和药物合成中起着重要的作用.本文综述了近年来的高分子手性催化剂在Michael反应中的应用及最新进展.     

格利雅试剂与碳碳重键的加成反应

格利雅试剂与碳碳重键的加成反应是近二十多年来人们对格利雅试剂进行深入研究的一个新进展。本文着重介绍格利雅试剂与碳碳重键加成的特点、反应机理、反应速度、区域选择性、立体选择性以及在合成上的应用。     

烃分子中碳碳键长的变化

键长是反映有机物结构和性质的一个重要参数,同一类型的共价键的键长在不同的化合物中稍有差别,但正是这些差别反映出许多值得探讨的问题。本文将通过分析脂肪烃分子中碳原子的杂化形式对碳—碳单键的影响,进一步讨论键长平均化同共轭效应、芳香性等的关系。对某些传统的观点提出了异议。     

氮自由基热力学稳定性的双取代基效应

通过利用热力学循环估测气相均裂键能 (BDE)的方法 ,考察了 48个含N H键的化合物 (GNHG′)的BDE数值 ,较系统地研究了双取代基对氮自由基热力学稳定性的影响 .结果表明 ,氮自由基上的双取代基效应的表现形式与碳自由基有所不同 .一般来说 ,由于饱和效应 ,第 2个取代基对自由基稳定性的影响会有所减弱 ;但当带有可形成三电子键的供电子基 (如 ,NH2 ,OH等 )或可形成“离域通道”的拉电子基 (如 ,Ph3 P+)时 ,双取代基会对氮自由基发生协同作用 ,即产生“协稳定效应” .     

一类新内酯冠醚的中红外光谱

内酯冠醚化合物的红外光谱研究报道很少,特别是随醚环的扩大和醚环骨架上不同取代基的引入所引起的中红外光谱的变化尚缺乏研究。本文在内酯冠醚环骨架中引入不同基团,通过中红外光谱研究了空间效应、电子因素对酯羰键、酯碳氧键和醚氧键影响。