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.     

某些官能化手性氮杂环丙烷衍生物的合成及其结构

手性元5-(R)-(1R,2S,5R)-孟氧基-3-溴-2(5H)-呋喃酮(3)与氮亲核试剂伯胺(4), 通过串联的不对称Michael加成/分子内亲核取代反应得到了具有两个新的手性中心的1R,5S-6-烷基-6-氮杂-2R-孟氧基-3-氧杂-4-氧代二环[3,1,0]己烷(5a～5d), 产率41%～51%, e.e.≥98%. 后者经LiAlH₄还原得到N-烷基-2,3-双(羟甲基)氮杂环丙烷(6a～6d), 产率66%～91%. 化合物5和6通过元素分析, IR, ¹H NMR, ¹³C NMR, MS以及X射线晶体分析, 测定了它们的化学结构及立体化学构型. 本文为N-烷基氮杂环丙烷类化合物的合成提供了一种有效途径.     

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．     

手性噁唑磷烷-硼烷催化还原苯乙酮对映选择性的理论研究

应用密度泛函理论BHandH/6-31G**计算方法研究新型手性非金属催化剂1,3,2-噁唑磷烷-硼烷催化还原苯乙酮的对映选择性反应机理, 确定了在反应途径上的反应物、络合物、过渡态, 中间体和对映体中间产物. 计算结果表明, 该对映选择性还原反应是两个平行的分步反应, 对映体产物主要是(R)构型. 采用同样的方法研究了对映选择性还原反应在甲苯中的溶剂化效应. SCRF计算显示, 甲苯溶剂不改变反应的机理, 但能降低各驻点的能量和(R)反应的位垒, 有利于催化还原反应朝生成(R)构型中间产物的方向进行.     

CH2SH与NO2双自由基反应机理的理论研究

在B3LYP/6-311＋＋G(2df,p)水平上优化了标题反应驻点物种的几何构型, 并在相同水平上通过频率计算和内禀反应坐标(IRC)分析对过渡态结构及连接性进行了验证. 采用双水平计算方法HL//B3LYP/6-311＋＋G(2df,p)对所有驻点及部分选择点进行了单点能校正, 构建了CH2SH＋NO2反应体系的单重态反应势能剖面. 研究结果表明, CH2SH与NO2反应体系存在4条主要反应通道, 两个自由基中的C与N首先进行单重态耦合, 形成稳定的中间体HSCH2NO2 (a). 中间体a经过C—N键断裂和H(1)—O(2)形成过程生成主要产物P1 (CH2S＋trans-HONO), 此过程需克服124.1 kJ•mol－1的能垒. 中间体a也可以经过C—N键断裂及C—O键形成转化为中间体HSCH2ONO (b), 此过程的能垒高达238.34 kJ•mol－1. b再经过一系列的重排异构转化得到产物P2 (CH2S＋cis-HONO), P3 (CH2S＋HNO2)和P4 (SCH2OH＋NO). 所有通道均为放热反应, 反应能分别为－150.37, －148.53, －114.42和－131.56 kJ•mol－1. 标题反应主通道R→a→TSa/P1→P1的表观活化能为－91.82 kJ•mol－1, 此通道在200～3000 K温度区间内表观反应速率常数三参数表达式为kCVT/SCT＝8.3×10－40T4.4 exp(12789.3/T) cm3•molecule－1•s－1.     

孕甾三醇的区域选择性乙酰化/溴代反应的研究

为合理利用剑麻皂甙元资源, 系统地考察了孕甾-3S,16S,20S-三醇和溴化氢/乙酸溶液的反应, 并且发现了孕 甾-3S,16S,20S-三醇的区域选择性乙酰化溴代反应, 从而为转化孕甾-3S,16S,20S-三醇成为16R-溴代孕甾-3S,20S-二醇二乙酸酯提供了一个有效方法.     

手性有机化合物构效关系的量子拓扑学研究

在拓扑化学理论基础上, 从手性分子中成键原子的结构特征和手性原子所处的局部化学微环境出发, 应用密度泛函理论(DFT), 在B3LYP/6-31＋G(d)水平上计算所得距离代替传统二维距离, 结合分子中各原子的支化度, 应用原子的平衡电负性对分子图进行着色, 并引入手性校正因子进行校正, 得到新型的手性拓扑指数w₁和w₂. 采用偏最小二乘回归法建立了18种手性羟基酸和氨基酸的薄层色谱保留指数R_M的定量结构-保留拓扑模型, 并用这种模型对R_M进行预测, 结果表明预测结果和实验值吻合较好. 同时对拓扑模型采用留一交叉检验法(leave-one-out cross-validation, LOO-CV)和外检验相结合的方法进行测试, 测试结果显示模型具有良好稳定性和较强的预测能力.     

振动圆二色谱在轴手性β-双咔啉N—O衍生物立体化学研究中的应用

采用振动圆二色谱(VCD)方法研究了一个具有高度催化活性的轴手性结构的双咔啉N—O化合物的立体化学结构. 在B3LYP/6-311+G(d)水平上得到的计算结果表明, 对于具有负旋光值的双咔啉N—O化合物化合物, 其绝对构型是aS. 同时, 分别计算了双咔啉N—O化合物的电子圆二色谱(ECD)和旋光值, 并与实验结果进行了比较. 在化合物结构完全正确条件下, VCD, ECD和旋光数据均表明, 具有负旋光值的该化合物的绝对构型是aS.     

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.     

振动圆二色谱在轴手性β-双咔啉N—O衍生物立体化学研究中的应用

采用振动圆二色谱(VCD)方法研究了一个具有高度催化活性的轴手性结构的双咔啉N—O化合物的立体化学结构.在B3LYP/6-311+G(d)水平上得到的计算结果表明,对于具有负旋光值的双咔啉N—O化合物化合物,其绝对构型是a S.同时,分别计算了双咔啉N—O化合物的电子圆二色谱(ECD)和旋光值,并与实验结果进行了比较.在化合物结构完全正确条件下,VCD,ECD和旋光数据均表明,具有负旋光值的该化合物的绝对构型是a S.     

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.     

α-亚胺酮的不对称转移氢化合成(R)-沙丁胺醇

用手性(S,S)-Ru-TsDPEN催化剂不对称转移氢化α-亚胺酮化合物5-[(1,1-二甲基乙基)亚胺基]乙酰基-2-羟基苯甲酸甲酯(2)得光学纯β-氨基芳基乙醇类化合物(R)-5-[2-[(1,1-二甲基乙基)氨基]-1-羟乙基]-2-羟基苯甲酸甲酯(3), 再经一步还原反应即得(R)-(－)-沙丁胺醇. 对反应关键一步α-亚胺酮的不对称转移氢化反应条件进行了研究.     

6-氟-色满-2-羧酸的合成及其(R)-, (S)-光学异构体的拆分研究

以对氟苯酚为起始原料合成了6-氟-4-色满酮-2-羧酸, 该中间体经催化还原获得了消旋的6-氟-色满-2-羧酸. 化学拆分该消旋体和D-(＋)-α-苯乙胺及L-(－)-α-苯乙胺形成的非对映体盐, 分别得到了(R)-及(S)-6-氟-色满-2-羧酸.     

Determination of Absolute Configuration of Decipinone,a Diterpenoid Ester with a Myrsinane‐Type Carbon Skeleton,by NMR Spectroscopy

The absolute configuration of decipinone ( 2 ), a myrsinane‐type diterpene ester previously isolated from Euphorbia decipiens, has been determined by NMR study of its axially chiral derivatives (aR)‐ and (aS)‐N‐hydroxy‐2′‐methoxy‐1,1′‐binaphthalene‐2‐carboximidoyl chloride ((aR)‐MBCC ( 3a ) and (aS)‐MBCC ( 3b )). The absolute configurations at C(7) and C(13) of 2 determined were (R) and (S), respectively. Therefore, considering the relative configuration of 2 , the absolute configuration determined was (2S,3S,4R,5R,6R,7R,11S,12R,13S,15R).     

CH2SH与NO2双自由基反应机理的理论研究

在B3LYP/6-311＋＋G(2df,p)水平上优化了标题反应驻点物种的几何构型, 并在相同水平上通过频率计算和内禀反应坐标(IRC)分析对过渡态结构及连接性进行了验证. 采用双水平计算方法HL//B3LYP/6-311＋＋G(2df,p)对所有驻点及部分选择点进行了单点能校正, 构建了CH2SH＋NO2反应体系的单重态反应势能剖面. 研究结果表明, CH2SH与NO2反应体系存在4条主要反应通道, 两个自由基中的C与N首先进行单重态耦合, 形成稳定的中间体HSCH2NO2 (a). 中间体a经过C—N键断裂和H(1)—O(2)形成过程生成主要产物P1 (CH2S＋trans-HONO), 此过程需克服124.1 kJ•mol－1的能垒. 中间体a也可以经过C—N键断裂及C—O键形成转化为中间体HSCH2ONO (b), 此过程的能垒高达238.34 kJ•mol－1. b再经过一系列的重排异构转化得到产物P2 (CH2S＋cis-HONO), P3 (CH2S＋HNO2)和P4 (SCH2OH＋NO). 所有通道均为放热反应, 反应能分别为－150.37, －148.53, －114.42和－131.56 kJ•mol－1. 标题反应主通道R→a→TSa/P1→P1的表观活化能为－91.82 kJ•mol－1, 此通道在200～3000 K温度区间内表观反应速率常数三参数表达式为kCVT/SCT＝8.3×10－40T4.4 exp(12789.3/T) cm3•molecule－1•s－1.     

Dual Stereochemical Control in Reaction of Di- and Trialkyl Phosphites with Aldimines

Stereochemistry of addition of di- and trialkyl phosphites to C=N compounds was investigated. Reactions of achiral dialkyl phosphites with chiral aldimines as well as that of chiral di-(1R,2S,5R)-menthyl phosphite with achiral aldimines result in low diastereomeric enrichment of the addition compound. Reaction stereoselectivity increased when supplementary chiral inductor was introduced to the reaction system. Reaction of di-(1R,2S, 5R)-menthyl phosphite with (S)-α-methylbenzylbenzaldimine proceeds as concerted asymmetric induction to form practically one diastereomer of N-substituted aminophosphonic acid. However, reaction of di-(1R,2S, 5R)-menthyl phosphite with (R)-α-methylbenzylbenzaldimine proceeded as not concerted asymmetric induction, and diastereomeric enrichment of the product was low. By chemical extrapolation, absolute configuration of compounds formed was established. Tri-(1R,2S,5R)-menthyl phosphite reacts with C=N compounds in the presence of boron trifluoride etherate to form aminophosphonic acid derivatives with the absolute configuration opposite to that appearing in the reaction of di-(1R,2S,5R)-menthyl phosphite with the same C=N compounds.     

手性β-氨基醇的合成及其催化二乙基锌与醛的不对称加成反应

以烯烃为原料通过Sharpless不对称双羟化等多步反应合成7种手性β-氨基醇, 并将该类化合物用于催化二乙基锌和醛的不对称加成反应. 分别考察了影响对映选择性的催化剂结构、催化剂用量、溶剂、反应温度等各种因素. 当催化剂用量为5%、甲苯溶剂、在－10 ℃下、以(1S,2R)-(＋)-2-氨基-1,2-二苯基乙醇(1b)作催化剂时, 所得仲醇的对映体过量最高为85% ee, 产率高达100%.     

刺乌头碱氢溴酸盐的合成及晶体结构

报道了以双溴代烷烃和刺乌头碱合成刺乌头碱氢溴酸盐的方法. 用元素分析、红外光谱、高分辨质谱和核磁共振进行了表征. 并用X射线单晶衍射确定了标题化合物的绝对构型. 晶体结构表明, 该化合物通过分子间氢键形成了网状类似超分子结构. 晶体属于单斜晶系, P2₁空间群, 晶胞参数: a＝1.0619(2) nm, b＝1.2196(3) nm, c＝1.2282(2) nm, β＝90.87(1)°, V＝1.59037(54) nm³, Z＝2, D_m＝1.428 g/cm^－3, F(000)＝720.0, µ＝1.349 mm^－1. 环 A, B, C, D, E和F分别呈船式、椅式、信封式、船式、船式和信封式. 其绝对构型被确定为1S,4S,5S,7S,8S,9S,10S,11S,13R,14S,16S,17R.