几种经典有机反应的分子轨道描述

用分子轨道来描述有机反应的过程对于正确理解有机反应的机理非常重要,分子轨道可以清楚地描述出反应的选择性和立体化学等信息。本文讨论了脂肪和芳香亲核取代、芳香亲电取代、加成和消除等几种经典有机化学反应过程的分子轨道描述。     

溴与不同取代C=C双键反应的机理和立体选择性

溴与C=C双键的反应是有机化学中一类常见的基元反应。溴与烯烃的C=C双键发生亲电加成反应,脂肪烯烃经过三元环正离子中间体再亲核开环机理,形成立体专一的反式加成产物;而芳基烯烃形成的三元环中间体,由于芳基对碳正离子的稳定作用,其苯甲位C―Br键容易断裂,会得到顺式和反式加成产物的混合物。溴与酮和酰氯形成的烯醇或烯醇负离子发生亲电取代,反应中溴不会与其C=C双键形成三元环正离子中间体。类似地,溴与烯醇醚和烯胺的反应也不经过三元环正离子中间体,分别生成非立体专一的加成和取代产物。本文通过参与该步基元反应的分子轨道合理地解释了溴与这两类底物反应的机理和立体选择性的区别,并总结了溴与不同C=C双键反应机理的判断方法,便于教师讲授和学生理解。     

Cycloaddition of benzoheteroazepine II Reactions and conformations of cycloadducts on1,5-benzothiazepines and 1,5-benzodiazepines with nitrile imine and nitrile oxides

Benzodiazepine and benzothiazepine derivatives have been well known as therapeutically important compounds. Four new tricyclic heterocyclic compounds, 3a,4,5,11-tetrahydro-3H-1,2,4-triazolo[4,3-d] [1, 5]benzothiazepines (3), 3a,4,5,11-tetrahydro-3H,6H-1,2,4-triazolo[4,3-d][1,5]benzodiazepine (4), 3a, 4,5,11-tetrahydro-1,2,4-oxadiazolo[4,5-d] [1,5]benzothiazepines (5, 6) and 3a,4,5,11-tetrahydro-6H-1, 2,4-oxadiazolo[4, 5-d] [ 1, 5 ] benzodiazepines (7,8), have been synthesized by 1,3-dipolar cycloaddition reactions of 2, 3-dihydro-1, 5-benzothiazepines and 2, 3-dihydro-1H-1, 5-benzodiazepine with benzonitrile N-phenylimine and benzonitrile oxides, respectively. The conformations of some cycloadducts and cycloaddition mechanism are described.     

[3,3]σ迁移反应过渡态立体化学过程的新观点

结合环己烷的构象与能量关系,讨论[3,3]σ迁移反应的立体化学过程。[3,3]σ迁移反应生成的主产物经过的是椅式过渡态,生成的次要产物经过的是扭船式过渡态,而不是以前认为的船式过渡态。     

非对称氧杂环丁烷的选择性开环

氧杂环丁烷的开环反应主要包括亲核性开环、亲电性开环、自由基开环、酸催化和还原开环等几大类。本文主要总结了非对称氧杂环丁烷开环反应的区域选择性。非对称氧杂环丁烷开环反应的区域选择性主要受空间效应和电子效应的影响。氧杂环丁烷的开环反应以亲核性开环为主,强亲核性亲核试剂的开环,受空间位阻控制,主要进攻氧杂环丁烷位阻小的氧邻位碳原子;主要进攻2-乙烯基氧杂环丁烷乙烯基的β-位碳原子,发生S_N2'开环反应。只有在酸性条件下,亲核性相对较弱的含氧和卤素亲核试剂才受电子效应控制,主要进攻氧杂环丁烷位阻大的氧邻位碳原子。亲电性开环、自由基开环、路易斯酸催化的开环和钯催化的氢解开环都是在氧杂环丁烷位阻大的氧邻位碳原子一侧开环。希望本文的结论能够为利用氧杂环丁烷开环反应的同行提供一些有价值的信息,促进氧杂环丁烷开环反应的应用。     

二级卤代烷亲核取代反应立体选择性差别的解释

用碳正离子的稳定性和SN1—SN2机理的竞争解释了不同二级卤代烷进行亲核取代反应时的立体选择性的差别。     

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。     

非对称氮杂环丙烷的亲核开环反应及其区域选择性

本文系统地总结了各类亲核试剂对非对称氮杂环丙烷(吖丙啶)的亲核开环反应及开环的区域选择性.氮杂环丙烷亲核开环的区域选择性是一种空间效应和电子效应平衡的结果,非芳基和非烯基取代的氮杂环丙烷的亲核开环通常发生在氮杂环丙烷取代少的碳原子上,空间效应起主导作用;而芳基和烯基取代的氮杂环丙烷的亲核开环通常发生在氮杂环丙烷芳甲位和烯丙位的碳原子上,电子效应起主导作用,烯基取代的氮杂环丙烷的亲核开环还可以发生在烯基的β-碳原子上;分子内的亲核开环反应主要受成环时环大小的控制,成环时的倾向是五元环>六元环>七元环.对于亲核试剂,一般的亲核试剂也同时受电子效应和空间效应的影响; 而亲核性强的亲核试剂通常只受空间效应的影响.容易生成稳定自由基的亲核试剂容易发生单电子转移机理的开环反应,生成相当于亲核试剂进攻氮杂环丙烷中取代多的碳原子得到的开环产物.     

正交保护赖氨酸的合成

具有不同氨基保护基的赖氨酸在树状,环状多肽及糖肽等的合成中非常重要,以Ｄｄｅ、Ｆｍｏｃ,Ａｌｏｃ和Ｚ为保护基合成了６种正交保护的赖氨酸。