《有機催化不對稱Rauhut-Currier反應機理的理論研究》是依託大連理工大學,由李嚴擔任項目負責人的青年科學基金項目。
基本介紹
- 中文名：有機催化不對稱Rauhut-Currier反應機理的理論研究
- 依託單位：大連理工大學
- 項目類別：青年科學基金項目
- 項目負責人：李嚴
項目摘要,結題摘要,
項目摘要
Rauhut-Currier(RC)反應是一個原子經濟性形成C-C鍵的反應，產物具有多個可進一步轉化的官能團，在有機合成和藥物合成等領域具有廣闊的套用前景。該反應的缺點是：低的反應活性和選擇性。尋找合適的催化劑來加速RC反應、提高反應選擇性是有機化學、藥物化學、理論化學等領域的研究熱點。本項目套用我們擬合的ReaxFF力場參數，結合量子化學(QM)，分子模擬(MM和MD)及連續介質模型對有機小分子催化的不對稱RC反應機理進行靜態和動態的計算模擬研究，從理論上揭示有機催化劑的活化本質以及控制反應立體選擇性的關鍵因素，為篩選、設計新型高效的有機催化劑提供理論指導，具有重要的科學和實際意義。
結題摘要
理解催化反應本質以及控制反應選擇性的關鍵因素，進而推動新反應以及新催化劑的設計。本項目對有機小分子催化的Rauhut-Currier (RC) 反應的機理進行了詳細的理論研究，研究內容按照原計畫進行，達到了預期目標。首先研究了有機胺（DABCO） 催化的兩種丙烯酸酯（丙烯酸甲酯和丙烯酸苯酯）與(E)-2-苯甲醯-3-苯基-丙烯腈的反應機理。通過對比上述兩個反應的反應機理，揭示了反應物丙烯酸酯中苯基對反應機理的影響：苯基主要是通過生成副產物苯酚（參與質子轉移過程）參與反應進而改變反應機理。我們還研究了有機膦（PPh3）催化的N-苯基馬來醯胺和2-苯甲醯丙烯酸乙酯的RC反應，重點考察了添加劑苯甲酸對反應機理的影響，揭示了苯甲酸在整個反應過程中的重要作用：1、對反應路徑中各駐點起到穩定化作用；2、作為質子傳遞媒介參與質子轉移過程。此外，使用量子力學和分子動力學模擬（採用我們擬合的力場參數）相結合的方法研究了有機膦（PPh3）催化的3-丁炔-2酮與亞胺之間的環加成反應，量子力學和分子動力學結果均顯示R-構型產物是反應的主要產物。鑒於聯烯類化合物具有累積雙鍵結構，與普通的烯烴的相比，具有更加豐富的反應活性和選擇性。在本項目後期，我們將反應物拓展到聯烯類化合物，研究了有機小分子（有機胺，有機膦等）催化的聯烯酸酯參與的環加成反應。本項目研究結果為揭示反應的微觀機理和控制反應選擇性的關鍵因素以及最佳化實驗條件提供理論依據。
