咪唑啉盐转移-碳单元反应的量子化学研究

用量子化学从头算与PM3相结合的方法对叶酸辅酶模型——2-甲基-1-乙酰基咪唑啉盐向邻苯二胺转移一碳单元的反应进行了理论研究.结果表明,由于咪唑啉环有两种开环方式,反应可以通过两条互相竞争的途径完成,得到相同的产物.每一条途径都经历了6个反应步骤,包括两种反应物的结合,质子转移,五元环的断裂,苯并咪唑衍生物的形成,再次质子转移和最终产物的生成.上述反应的每一条途径中,两次质子转移过渡态的能量较高,说明该反应存在一般酸碱催化作用,与酶催化甲酸氧化态一碳单元转移的实验结果一致.     

咪唑啉盐转移一碳单元反应的量子化学研究

用量子化学从头算与PM3相结合的方法对叶酸辅酶模型——2-甲基-1-乙酰基咪唑啉盐向邻苯二胺转移一碳单元的反应进行了理论研究.结果表明,由于咪唑啉环有两种开环方式,反应可以通过两条互相竞争的途径完成,得到相同的产物.每一条途径都经历了6个反应步骤,包括两种反应物的结合,质子转移,五元环的断裂,苯并咪唑衍生物的形成,再次质子转移和最终产物的生成.上述反应的每一条途径中,两次质子转移过渡态的能量较高,说明该反应存在一般酸碱催化作用,与酶催化甲酸氧化态一碳单元转移的实验结果一致.     

甲基取代的甲酸态的四氢叶酸辅酶模型的合成及其取代碳单元转移反应

以乙二胺和乙酰胺为原料,经4步反应合成了碘化1,2-二甲基-3-间(或对)-硝基苯磺酰基咪唑啉(2a,2b),以2a和2b作为甲基取代的甲酸态四氢叶酸辅酶模型,同单亲核中心的氮亲核体(对甲苯胺,对甲氧基苯胺等)和碳亲核体(丙二腈)反应得到次乙基单元(CH₃-C>)转移的中间体产物;与双亲核中心的亲核体(邻苯二胺,邻氨基酚)反应得到次乙基单元完全转移的产物。     

甲基取代的甲酸态的四氢叶酸辅酶模型的合成及其取代碳 …

以乙二胺和乙酰胺为原料，经４步反应合成了碘化１，２－二甲基－３－间（或对）－硝基苯磺酰基咪唑啉（２ａ，２ｂ）以２ａ和２ｂ作为甲基取代的甲酸态四氢叶酸辅酶模型，同单亲核中心的氮亲核体（对甲苯胺，对甲氧基苯胺等）和碳亲核体（丙二腈）反应得到次惭基单元（ＣＨ３－Ｃ≤）转移的中间体产物，与双亲核中心的亲核体（邻苯二胺，邻氨基酚）反应得到次乙基单元完全转移的产物。     

碘化1-甲基-2-异丙基(或丙基)-3-苯磺酰基咪唑啉的合成及基团转移反应

合成了新的四氢叶酸辅酶(THF)模型化合物碘化1-甲基-2-异丙基-3-苯磺酰基咪唑啉(5a)和碘化1-甲基-2-丙基-3-苯磺酰基咪唑啉(5b),研究了其反应性能.结果表明,化合物5与双官能团亲核体邻苯二胺或邻氨基苯酚反应,完全转移了4个碳的异丁基和正丁基单元,基于此探索了合成2-取代苯并咪唑及2-取代苯并唑的新方法;化合物5a与单官能团亲核体胺类反应部分转移了4个碳的异丁基单元,生成不同基团取代的N,N,N'-三取代乙二胺盐;化合物5a在Na BH4作用下可发生还原反应,在Na OH水溶液中可发生水解反应,也可与碳负离子基团(硝基甲基负离子或二腈基甲基负离子)发生亲核加成反应,生成了3类不同基团取代的N,N,N'-三取代乙二胺衍生物,探索了此类化合物的简易合成方法.这些反应模拟了四氢叶酸辅酶在生物体内转移一碳单元的功能,并将其扩展到4个碳原子单元,获得了可应用于有机合成的新方法和新试剂.     

3,4,4-三甲基-1-乙酰基咪唑啉盐向邻苯二胺转移一 碳单元反应的理论研究

用PM3-MO半经验方法对叶酸辅酶模型化合物3,4,4-三甲基-1-乙酰基咪唑啉盐向邻苯二胺转移一碳单元的反应进行了理论研究。结果表明,咪唑环有两种开环方式,该反应可能通过两种途径实现,每一种途径都经历了六个反应步骤,包括两次质子转移步骤,其中第二次质子转移是限速步骤。优化计算了所有步骤的中间体和过渡态的结构,各个中间体和过渡态具有不同的构型,构象和能量。     

3,4,4-三甲基-1-乙酰基咪唑啉盐向邻苯二胺转移一 碳单元反应的理论研究

用PM3-MO半经验方法对叶酸辅酶模型化合物3,4,4-三甲基-1-乙酰基咪唑啉盐向邻苯二胺转移一碳单元的反应进行了理论研究。结果表明,咪唑环有两种开环方式,该反应可能通过两种途径实现,每一种途径都经历了六个反应步骤,包括两次质子转移步骤,其中第二次质子转移是限速步骤。优化计算了所有步骤的中间体和过渡态的结构,各个中间体和过渡态具有不同的构型,构象和能量。     

四氢叶酸辅酶模型化合物的研究Ⅱ .碘化 1 ,2 -二甲基 - 3-芳磺酰基 -△~2 -咪唑啉的一碳单元转移反应

四氢叶酸辅酶模型化合物与邻苯二胺、乙二胺、邻氨基酚作用则得到相应的一碳单元转移,而与芳胺、丙二腈碳负离子以及苯基溴化镁反应分别生成辅酶模型化合物的衍生物。讨论了其可能的一碳单元转移机制。     

四氢叶酸模型化合物咪唑啉盐的基团转移反应

合成了2种四氢叶酸辅酶模型化合物咪唑啉盐7和8. 它们与双官能团亲核体作用, 分别完全转移了3个和5个碳单元; 化合物7与单官能团亲核体作用, 部分转移了3个碳单元; 以部分转移产物化合物17作为四氢叶酸甲醛态模型, 与胺类反应实现了带硝基的4个碳单元的完全转移; 并研究了模型化合物7的还原反应. 这些反应模拟并扩展了四氢叶酸辅酶在生物体内转移一碳单元的功能, 产生了几种新的合成方法和试剂, 可以应用于有机合成中.     

四氢叶酸辅酶模型1, 2, 3-三取代咪唑啉盐的质谱裂解行为

讨论了１,２,３－不对称取代咪唑啉盐各种离子的生成途径以及取代基对裂解方式的影响并分析了该类化合物的主要裂解方式。在所有中的均ｍ／ｚ＝１２７（１＾＋）的离子峰和有机正离子Ａ峰存在,表明化合物１和２均有机正离子和碘离子形成的盐。化合物１和２的质谱有相似的裂解方式;有机正离子发生失掉氮原子上的一个取代基而保留咪唑啉环产生Ｄ,Ｅ,Ｆ离子的裂解方式。更重要的是咪唑啉环有相同的裂解方式：Ｃ＾２－Ｎ＾３键和Ｃ     

叶酸辅酶参与的一碳单元转移反应

本文介绍了四氢叶酸的分子结构和一碳单元转移反应的生物学功能,从实验和理论两个方面讨论了一碳单元转移反应的研究现状及存在的主要问题,并展望了用量子化学及分子力学方法对该类反应进行进一步理论研究的前景.     

四氢叶酸辅酶参与的酶催化—碳单元转移反应及其人工模拟进展

简要介绍了生物体系中酶催化的一碳单元转移反应以及四氢叶酸辅酶的结构和作用,综述了一碳单元转移反应的人工模型进展,展望了上述反应的理论研究方法及前景。     

四氢叶酸辅酶仿生化学的进展

本文简要地介绍了四氢叶酸辅酶仿生化学研究的进展,包括仿生有机合成、酶促反应模型和反应机理等方面。     

四氢叶酸辅酶结构和性能的模拟及取代一碳单元转移反应的研究

本工作模拟了四氢叶酸辅酶的结构和反应性能, 合成了模型化合物碘化1, 2-二甲基-3-对甲氧苯磺酰基咪唑啉, 研究了模型化合物与单官能团亲核体、双官能团亲核体相作用, 以甲酸、甲醛氧化态转移取代一碳单元[≡C-CH~3, =C(CH~3)CH~2NO~2]的反应, 部分反应生成了咔啉类生物碱衍生物和其它杂环类化合物。     

四氢叶酸辅酶模型的合成及甲基取代的一碳单元转移反应

本文报道了甲基取代的甲酸态的四氢叶酸辅酶模型--碘化1, 2-二甲基-3-对氯苯磺酰基咪唑啉的合成。研究了模型与单官能团亲核体(苯胺、对氯苯胺、对硝基苯胺)和双官能团亲核体(邻苯二胺、邻氨基酚、乙二胺)作用, 转移甲基取代的一碳单元的反应。     

烯基取代的甲酸态四氢叶酸辅酶模型的合成及其碳单元转移反应

以邻苯二胺和乙酸为原料,经3步反应合成了8种烃基乙烯基取代的苯并咪唑盐,其结构用元素分析,¹HNMR,IR,MS和UV-Vis进行了表征,并以其作为取代的甲酸态四氢叶酸辅酶模型,同亲核试剂(格氏试剂)反应得到烃基乙烯基取代的一碳单元完全转移的产物α,β-不饱和酮,为α,β-不饱和酮的合成提供了一种简便的仿生合成新方法.     

Comparative study of folate cofactor models

The structures of a type of tetrahydrofolate cofactor models, asymmetric substituted imidazolinium, have been studied theoretically, and the relation of reactivities to the electronic structures of these compounds has been analyzed. It is found that the reactivity of one‐carbon unit transfer of this type of tetrahydrofolate cofactor models has a tight relation to properties of the two nitrogen atoms that link to the transferring carbon atom. The followed regularity is obtained. With the group on the para‐position of benzenesulfonyl changing from an electronic acceptor to an electronic donor, the difference between N3 and N6 is smaller step by step, and the model becomes more active to transfer one‐carbon unit gradually. © 2001 John Wiley & Sons, Inc. Int J Quantum Chem, 2001     

N-甲基吡咯烷酮作为一碳合成子在曼尼希反应中的应用

以苯乙酮衍生物为原料,N-甲基吡咯烷酮替代甲醛类似物,考察了其作为一碳合成子在曼尼希反应中的应用。在最优条件下,以46%~93%的收率成功合成了系列曼尼希碱衍生物。该反应底物范围宽泛,官能团兼容性好,并且初步研究了该反应的机理。