基本信息
- 项目名称：
- 三元杂环区域选择性开环的理论研究
- 来源：
- 第十二届“挑战杯”省赛作品
- 小类：
- 能源化工
- 大类：
- 自然科学类学术论文
- 简介：
- 从理论上计算研究三元杂环的区域选择性开环过程。采用DFT方法进行优化计算,分析了在不同取代基，不同亲核试剂，不同催化剂以及不同溶剂作用下，对开环的区域选择性的影响。通过势能面分析，自然键轨道（NBO）分析和前线轨道（FMO）理论分析，解释了三元杂环在不同条件下的区域选择性开环的实验现象，总结了三元杂环开环的规则，在一定程度上将为实验上三元杂环的开环提供理论基础。
- 详细介绍：
- 从理论上计算研究三元杂环的区域选择性开环过程。采用DFT方法进行优化计算,分析了在不同取代基，不同亲核试剂，不同催化剂以及不同溶剂作用下，对开环的区域选择性的影响。计算结果表明当取代基是烷基时，都是从位阻较小一侧（即无取代一侧）进攻有利来开环。而当取代基是芳基（无论是单芳基取代还是双芳基取代）时，却是从取代一侧进攻有利，这完全符合实验现象。亲核试剂的软硬度也对芳基三元杂环有调节作...(查看更多)
作品专业信息
撰写目的和基本思路
- 通过理论计算研究三元杂环亲核开环的区域选择性，探索不同因素对开环区域选择性的影响，最后提出三元杂环开环的普遍规律，最终为有机合成中的三元杂环开环提供理论指导。
科学性、先进性及独特之处
- 目前三元杂环亲核开环还没有一个系统的规则，特别是硫杂和氮杂环丙烷的开环，相关研究更为少见。我们通过理论计算系统研究三元杂环亲核开环的区域选择性，归纳总结了三元杂环开环的一般规律，提供了强有力的理论依据，不仅可以合理解释已有的实验现象，而且能预测未知的实验结果。
应用价值和现实意义
- 本作品是具有综述性质的研究论文，为基础性研究工作。通过理论计算合理地解释了三元杂环开环的区域选择性，系统地提出了三元杂环开环的一般规则，为实验提供了强有力的理论依据。
学术论文摘要
- 从理论上计算研究三元杂环的区域选择性开环过程。采用DFT方法进行优化计算,分析了在不同取代基，不同亲核试剂，不同催化剂以及不同溶剂作用下，对开环的区域选择性的影响。计算结果表明当取代基是烷基时，都是从位阻较小一侧（即无取代一侧）进攻有利来开环。而当取代基是芳基（无论是单芳基取代还是双芳基取代）时，却是从取代一侧进攻有利，这完全符合实验现象。亲核试剂的软硬度也对芳基三元杂环有调节作...(查看更多)
获奖情况
- Li, X. Y.; Yang, Z. Y. *; Xu, J. X.* “Comprehensive Theoretical Investigation on Regioselectivity in the Nucleophilic Ring Opening of Epoxides” Org. Biomol. Chem. revised.（修改中，09年影响因子3.8） Li...(查看更多)
鉴定结果
- 本作品系申报者完成项目。论文真实。
参考文献
- 1. a) W. X. Zhang, K. Ye, S. Ruan, X. Chen, Q. H. Xia, Chin. J. Chem. 2007, 25, 1758–1761; b) C. Zhou, J. X. Xu, Prog. Chem. 2011, 23, 174–189. 2. For experimental examples of regioselective ...(查看更多)
同类课题研究水平概述
- 三元杂环是非常重要的有机合成中间体。用于合成聚合物、洗涤剂、乳化剂、非离子型表面活性剂、抗冻剂、增塑剂、润滑剂、杀虫剂以及开环生成高效的配体，在催化化学中也有广泛应用。目前，环氧乙烷的开环在实验上已有很多文献报道（Prog. Chem. 2011, 23, 174–189.），但在理论计算上还没有相关报道系统研究开环的区域选择性。对于硫杂环丙烷，由于其开环后易聚合，限制了其在...(查看更多)
