π面ジアステレオ選択性発現機構に関する研究

π面非对映选择性表达机制研究

基本信息

  • 批准号:
    07454161
  • 负责人:
  • 金额:
    $ 4.99万
  • 依托单位:
  • 依托单位国家:
    日本
  • 项目类别:
    Grant-in-Aid for Scientific Research (B)
  • 财政年份:
    1995
  • 资助国家:
    日本
  • 起止时间:
    1995 至 1996
  • 项目状态:
    已结题

项目摘要

The theoretical model for pi-facial stereoselectivity of hydride redution of cyclic ketones, which was proposed last fiscal year, has been completed and the results were submitted as a letter and a full paper. This model named as Exterior Frontier Orbital Extension Model (EFOE Model) is based on the simple assumption that orbital extension with respect to both side of the pi-plane should be the origin of pi-facial stereoselectivity of carbonyl reduction. The EFOE densities, defined as an electron density of LUMO in the exterior area of a ketone, were nicely correlated with experimentally-determined activation enthalpies for alkyl-substituted cyclohexanones.These results clearly suggested that major conventional theoretical models (Cieplak Model and Felkin-Anh Model), whith simply focus on the transition tate (TS), completly neglect another, but the most important origin of pi-facial stereoselectivity-the effect of substrate LUMO.In fact, quantitative evaluation of anti-periplanar effects and torsional strain for the TS of cyclohexanone (B3LYP/6-31G**) indicated that these are only marginal with the Cieplak hyperconjugation effect greater than the Felkin-Anh effect.Importance of frontier orbital effects was found also in typical electrophilic addition to C=C bond -hydroboration of olefins. 2,3-R,R-7-methylene-bicyclo[2.2.1]heptanes(R=Me, Et, CH_2OMe, -CH_2OCH_2-, CO_2Me) were synthesized and stereoselectivity for hydroboration was determined. Surprisingly, reversed stereoselectivity was found for R=CH_2OMe and -CH_2OCH_2-, Which are electronically similar. The conventional models apparently fail to explain these puzzling results, but the initial complex and TS calculations (HF/6-31G** and NBO) indicated the interaction between HOMO of olefin and LUMO of BH_3 should dictate pi-facial stereoselectivity of hydroboration.
上一财年提出的环酮氢化物还原的π面立体选择性理论模型已经完成,结果以信件和全文的形式提交。这个模型被称为外前沿轨道扩展模型(EFOE模型),它基于这样一个简单的假设:相对于π平面两侧的轨道扩展应该是羰基还原的π面立体选择性的起源。 EFOE 密度,定义为酮外部区域 LUMO 的电子密度,与实验确定的烷基取代环己酮的活化焓密切相关。这些结果清楚地表明,主要的传统理论模型(Cieplak 模型和 Felkin-Anh 模型)仅关注过渡态 (TS),完全忽略了 pi面立体选择性的另一个但最重要的起源是底物LUMO的效应。事实上,对环己酮(B3LYP/6-31G**)的TS的反周面效应和扭转应变的定量评估表明,这些只是边缘性的,Cieplak超共轭效应大于Felkin-Anh效应。前沿轨道效应的重要性是 也发现于典型的 C=C 键亲电加成 - 烯烃的硼氢化反应中。合成了2,3-R,R-7-亚甲基-双环[2.2.1]庚烷(R=Me,Et,CH_2OMe,-CH_2OCH_2-,CO_2Me)并测定了硼氢化反应的立体选择性。令人惊讶的是,发现R=CH_2OMe和-CH_2OCH_2-具有相反的立体选择性,它们在电子上是相似的。传统模型显然无法解释这些令人费解的结果,但最初的复杂和TS计算(HF/6-31G**和NBO)表明烯烃的HOMO和BH_3的LUMO之间的相互作用应该决定硼氢化的π面立体选择性。

项目成果

期刊论文数量(15)
专著数量(0)
科研奖励数量(0)
会议论文数量(0)
专利数量(0)
M.Iwaoka: "Nature of the Intramolecular Se…N Non-bonded Interaction of 2-Selenobenzylamine Derivatives." J.Am.Chem.Soc.118・34. 8077-8084 (1996)
M.Iwaoka:“2-硒代苄胺衍生物的分子内 Se…N 非键相互作用的性质。”J.Am.Chem.Soc.118・34 (1996)。
  • DOI:
  • 发表时间:
  • 期刊:
  • 影响因子:
    0
  • 作者:
  • 通讯作者:
小沢昭弥ほか監修共同執筆: "リーディング科学英語" 化学同人, 173 (1995)
小泽昭哉等人合着并监督:《阅读科学英语》 Kagaku Doujin,173(1995)
  • DOI:
  • 发表时间:
  • 期刊:
  • 影响因子:
    0
  • 作者:
  • 通讯作者:
友田修司: "有機化学における軌道概念" 化学. 51・7. 440-443 (1996)
友田修二:“有机化学中的轨道概念”化学51・7。
  • DOI:
  • 发表时间:
  • 期刊:
  • 影响因子:
    0
  • 作者:
  • 通讯作者:
岩岡道夫: "グルタチオンペルオキシダーゼ作用機構に関するモデル研究" 有機反応論の新展開. 化学増刊26. 209-216 (1995)
岩冈道雄:《谷胱甘肽过氧化物酶作用机制的模型研究》有机反应理论新进展26. 209-216(1995)。
  • DOI:
  • 发表时间:
  • 期刊:
  • 影响因子:
    0
  • 作者:
  • 通讯作者:
M.Iwaoka: "Intramolecular Se…N Nonbonded Interaction of 2-Selenobenzylamine Derivatives." J.Amer.Chem.Soc.(印刷中). (1996)
M. Iwaoka:“2-硒代苯甲胺衍生物的分子内 Se…N 非键合相互作用。”J. Amer Chem。
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Organic Orbital Theory-Discovery of New Concepts in Basic Organic Chemistry.
有机轨道理论-基础有机化学新概念的发现。
  • 批准号:
    09440215
  • 财政年份:
    1997
  • 资助金额:
    $ 4.99万
  • 项目类别:
    Grant-in-Aid for Scientific Research (B).
Organic Orbital Theory-Fundamentals and Applications
有机轨道理论-基础与应用
  • 批准号:
    08304036
  • 财政年份:
    1996
  • 资助金额:
    $ 4.99万
  • 项目类别:
    Grant-in-Aid for Scientific Research (B)
Studies on Molecular Orbital Interaction in the Heteroatom System
杂原子体系中分子轨道相互作用的研究
  • 批准号:
    03453026
  • 财政年份:
    1991
  • 资助金额:
    $ 4.99万
  • 项目类别:
    Grant-in-Aid for General Scientific Research (B)
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