Fe和Co催化的碳-碳偶联反应的最新进展

作为廉价而且低毒的金属, Fe和Co是发展催化剂的理想元素. 同时由于Fe和Co有着多种氧化还原价态, 它们的催化化学应该具有极其丰富的内容. 然而由于种种原因, Fe和Co的催化剂很少得到有机化学家的关注. 直到最近几年, 人们才发现Fe和Co的催化剂可以很好地催化碳-碳偶联反应. 综述了Fe和Co催化碳-碳偶联反应的条件、产率和选择性; 探讨了这些新奇反应的可能机理; 并介绍了这些反应在复杂化合物合成中的应用.     

Predicting Rate Constants for Nucleophilic Reactions of Amines with Diarylcarbenium Ions Using an ONIOM Method

The rate constants of the nucleophilic reactions between amines and benzhydrylium ions were calculated using first-principles theoretical methods. Solvation models including PCM, CPCM, and COSMORS, as well as different types of atomic radii including UA0, UAKS, UAHF, Bondi, and UFF, and several single-point energy calculation methods (B3LYP, B3P86, B3PW91, BHANDH, PBEPBE, BMK, M06, MP2, and ONIOM method) were exam-ined. By comparing the correlation between experimental rate constants and the calculated values, the ONIOM(CCSD(T)/6-311++G(2df,2p):B3LYP/6-311++G(2df,2p))// B3LYP/6-31G(d)/PCM/UFF) method was found to perform the best. This method was then employed to calculate the rate constants of the reactions between diverse amines and diarylcarbenium ions. The calculated rate constants for 65 reactions of amines with diarylcarbenium ions are in agreement with the experimental values, indicating that it is feasible to predict the rate constant of a reaction between an amine and a diarylcarbenium ion through ab initio calculation.     

精确计算化学键解离能的ONIOM-G3B3方法及其在抗氧化剂研究中的应用

通过对179个有机化合物C—H, N—H, O—H键离解能的理论计算, 系统评估了高精度组合从头算方法(ONIOM-G3B3)和密度泛函理论方法(B3LYP)在预测键离解能上的可靠性. 研究发现ONIOM-G3B3方法可以准确预测各类有机化合物的键解离能, 精度达到5.9 kJ/mol. 运用ONIOM-G3B3方法成功预测了两类重要的天然抗氧化剂维生素E族和茶多酚族的键解离能, 并进一步讨论了抗氧化活性、自由基清除机理及其构效关系.     

Si-H, P-H 和 S-H 键离解能Alfa取代基效应研究

CBS-Q and G3 methods were used to generate a large number of reliable Si--H, P---H and S--H bond dissociation energies （BDEs） for the first time. It was found that the Si--H BDE displayed dramatically different substituent effects compared with the C--H BDE. On the other hand, the P---H and S--H BDE exhibited patterns of substituent effects similar to those of the N--H and O--H BDE. Further analysis indicated that increasing the positive charge on Si of XSiH3 would strengthen the Si--H bond whereas increasing the positive charge on P and S of XPH2 and XSH would weaken the P---H and S--H bonds. Meanwhile, increasing the positive charge on Si of XSiH2^＋ stabilized the silyl radical whereas increasing the positive charge on P and S in XPH＂ and XS＊ destabilized P- and S-centered radicals. These behaviors could be reasonalized by the fact that Si is less electronegative than H while P and S are not. Finally, it was demonstrated that the spin-delocalization effect was valid for the Si-, P- and S-centered radicals.     

薁X-H(X=CH2, NH, O)键离解能取代基效应的理论研究

本文利用UB3LYP/6-311++g(2df,2p)//UB3LYP/6-31+g(d)方法，首次就对位取代薁系列化合物(Y-C10H8X-H)的X-H(X=CH2, NH, O)键离解能进行了理论研究。结果发现，除了6-取代-2-甲基薁，取代基对薁X-H键离解能的效应与苯大致相同。然而，由于薁结构中固有偶极矩与不同取代基的电子效应相互作用，对位取代的羟基薁和氨基薁的反应常数( )变化非常显著。利用GE/RE和SIE理论方法，研究发现虽然基态效应在决定净取代基效应的大小中起了一定作用，但取代基效应主要来源于自由基效应的影响。     

自由基环化制备β-内酰胺的理论研究

使用密度泛函方法在UB3LYP/6-311＋＋G(3df, 2p)水平上对自由基环化合成β-内酰胺的四种反应途径进行理论研究. 结合Marcus理论对影响反应的热力学及动力学因素进行分析, 发现氨基甲酰基自由基4-exo环合反应是理想的动力学控制过程; 酰胺自由基的4-exo环合反应与5-endo环合反应相比是动力学有利的转化过程; 单取代的酰胺烷基自由基的4-exo环合反应是一类动力学和热力学都较为不利的反应; 羰基自由基加成亚胺N＝C双键的4-exo环合反应与5-endo环合反应相比动力学不利而热力学有利.     

镍促进电化学还原交叉偶联合成偕二氟烯烃（英文）

偕二氟烯烃是一类重要的含氟有机化合物,在有机合成化学和药物化学研究领域展现出独特的结构优势.例如,偕二氟烯基可以便利地转化为单氟烯基、二氟烷基、三氟甲基以及其他多种含氟结构.偕二氟烯基结构作为羰基理想的电子等排体在药物设计研究中也有广泛的应用.报道了一种镍促进的电化学还原交叉偶联反应合成功能化的偕二氟烯烃.该反应在非分隔电解槽中进行,在温和的电化学还原条件下,实现了三氟甲基烯烃烯丙基脱氟、氧化还原活性羧酸酯脱羧或者烷基卤化物脱卤素的有机结合.反应可有效避免使用化学计量的金属粉末或有机还原剂.该反应为含偕二氟烯基功能结构的生物活性分子提供了有效的合成途径.     

木质素二聚体模型物裂解历程的理论研究

木质素作为生物质的主要成分之一, 是生物油的重要组分, 在工业生产中有着重要的应用. 生物质高温裂解液化制备生物油的过程伴随着木质素的裂解, 因此研究木质素高温裂解历程, 对生物油的制备有很大的帮助. 利用密度泛函方法对木质素在高温条件下的裂解历程进行理论研究, 并通过对各步反应的热力学焓变计算, 确定了初次裂解的路径为Cα—Cβ和β-O-4热裂解路径. 根据进一步的研究预测了裂解反应的主要产物.     

亚胺引发四肽环化反应机理的理论研究

运用密度泛函的理论方法（M06//B3LYP）对亚胺引发的关环肽环化的反应机理进行了研究. 计算结果表明,由亚胺到环肽的转化过程存在两种不同的反应机理. 一种是羰基转移-合环机理：先经历羰基转移,然后H转移与C-O合环同时进行. 另一种是H转移-合环-羰基转移-H转移机理：H原子先从O原子转移到N原子然后再进行C-O合环,随后再进行羰基转移与H原子转移. 计算结果显示,羰基转移-合环反应历程为有利路径,该反应路径中的H原子转移及C-O成环过程为整个反应的决速步骤.     

亚铜催化的碳杂偶联反应机理*

近年来,亚铜催化的碳杂偶联反应以其高效、低成本和易制备等优点被广泛研究并应用于工业生产,有机合成及生物活性分子的制备中。目前对于这些碳杂偶联反应机理的探究仍然处于探索性阶段。本文主要评述了近年来亚铜催化的碳杂偶联反应机理的研究进展。重点综述近年来研究相对较多,对机理认识较为完善的碳-氮偶联(特别是酰胺类化合物的芳基化过程),碳氧偶联以及碳硼偶联(不饱和有机化合物的硼化、二硼化反应)机理等方面的进展。最后,基于目前这些机理研究工作的现状,展望了未来机理探究的主要方向。