金属卟啉催化乙苯的不对称羟基化反应的机制研究

批准号:
21808204
项目类别:
青年科学基金项目
资助金额:
28.0 万元
负责人:
杨云芳
依托单位:
学科分类:
B0813.精细化工与专用化学品
结题年份:
2021
批准年份:
2018
项目状态:
已结题
项目参与者:
贾俊杰、陈侠荷、汪群敏、胡梦云、汪兴财
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中文摘要
金属卟啉催化乙苯的不对称羟基化反应是合成手性1-苯乙醇的一类重要反应。普林斯顿大学的John T. Groves教授等人报道了手性铁卟啉催化的乙苯的不对称羟基化反应,R-1-苯乙醇是主要产物。香港大学的支志明教授等人报道了手性钌卟啉催化的乙苯的不对称羟基化反应,S-1-苯乙醇是主要产物。对于这两类重要的不对称羟基化反应机理和选择性的计算研究,尚未见文献报道。我们拟采用理论与计算化学的方法对手性金属卟啉催化的乙苯的不对称羟基化反应进行系统深入的研究。通过对金属卟啉催化循环能量变化的计算,揭示金属卟啉催化的乙苯的羟基化反应的反应机理。在理解反应机理和确定反应决速步的基础上,建立手性金属卟啉催化剂实现不对称羟基化反应的过渡态模型,阐明催化剂和底物控制立体选择性的基本规律。在解释和总结现有实验结果的基础之上,尝试改良已知的手性金属卟啉催化剂以及拓展不对称羟基化反应的底物范围和提高对映体选择性。
英文摘要
Metalloporphyrin-catalyzed asymmetric hydroxylation of ethylbenzene is an important reaction to synthesize chiral 1-phenylethanol. Prof. Jonh T. Groves and coworkers at Princeton University reported the asymmetric hydroxylation by a chiral iron porphyrin, and R-1-phenylethanol was isolated as the major product. Prof. Chi-Ming Che and coworkers at the University of Hong Kong reported the asymmetric hydroxylation by a chiral iron porphyrin, and R-1-phenylethanol was isolated as the major product. To the best of our knowledge, there is no computational study on the mechanism and selectivity of these two important asymmetric hydroxylation reactions. We are planning to carry out systematic and thorough computational studies on the metalloporphyrin-catalyzed asymmetric hydroxylation of ethylbenzene. Through computations of energy changes on the whole catalytic cycle of metalloporphyrin catalysis, we will unveil the mechanism of metalloporphyrin-catalyzed hydroxylation of ethylbenzene. Based on the understanding of the reaction mechanism and determination of the rate-limiting step, we will establish the transition state model for the asymmetric hydroxylation by chiral metalloporphyrins and reveal the principle that how catalyst and substrate control the stereoselectivity. Based on the explanations of the existing experimental results, we will try to modify the chiral catalysts, and to expand the substrate scope and improve the enantioselectivity of the asymmetric hydroxylations.
金属卟啉催化乙苯的不对称羟基化反应是合成手性1-苯乙醇的一类重要反应。普林斯顿大学的Groves教授等人报道了手性铁卟啉催化的乙苯的不对称羟基化反应,R-1-苯乙醇是主要产物。香港大学的支志明教授等人报道了手性钌卟啉催化的乙苯的不对称羟基化反应,S-1-苯乙醇是主要产物。我们采用理论与计算化学的方法对手性金属卟啉催化的乙苯的不对称羟基化反应进行了系统深入的研究。通过对金属卟啉催化循环能量变化的计算,揭示了金属卟啉催化的乙苯的羟基化反应的反应机理。在理解反应机理和确定反应决速步的基础上,建立了手性金属卟啉催化剂实现不对称羟基化反应的过渡态模型,阐明了催化剂和底物控制立体选择性的基本规律。在解释和总结现有实验结果的基础之上,正在尝试改良已知的手性金属卟啉催化剂以及拓展不对称羟基化反应的底物范围和提高对映体选择性。
期刊论文列表
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专利列表
A mechanistic study of the manganese porphyrin-catalyzed C-H isocyanation reaction
锰卟啉催化C-H异氰化反应的机理研究
DOI:10.1039/d0qo01442g
发表时间:2021
期刊:Organic Chemistry Frontiers
影响因子:5.4
作者:Liu Ning;Chen Xiahe;Jin Liyuan;Yang Yun-Fang;She Yuan-Bin
通讯作者:She Yuan-Bin
DOI:10.1039/d0ob00656d
发表时间:2020
期刊:Organic and Biomolecular Chemistry
影响因子:3.2
作者:Xiao-Li Fang;Xia-He Chen;Qun-Min Wang;Yun-Fang Yang;Yuan-Bin She
通讯作者:Yuan-Bin She
Computational Exploration of Chiral Iron Porphyrin-Catalyzed Asymmetric Hydroxylation of Ethylbenzene Where Stereoselectivity Arises from π-π Stacking Interaction
手性铁卟啉催化乙苯不对称羟基化反应的计算探索,其中立体选择性源自α-β堆积相互作用
DOI:10.1021/acs.joc.9b01989
发表时间:2019
期刊:The Journal of Organic Chemistry
影响因子:--
作者:Qun-Min Wang;Xia-He Chen;Gui-Jie Li;Qi-Dong Chen;Yun-Fang Yang;Yuan-Bin She
通讯作者:Yuan-Bin She
Mechanism and stereoselectivity of benzylic C-H hydroxylation by Ru-porphyrin: a computational study
Ru-卟啉对苄基 C–H 羟基化的机理和立体选择性:计算研究
DOI:10.1039/c9ob02415h
发表时间:2020
期刊:Organic & Biomolecular Chemistry
影响因子:3.2
作者:Chen Xiahe;Wang Qunmin;Shen Haimin;Li Guijie;Yang Yun-Fang;She Yuan-Bin
通讯作者:She Yuan-Bin
Intramolecular hydrogen bond-induced high chemical stability of metal–organic frameworks
分子内氢键诱导金属有机骨架的高化学稳定性
DOI:10.1039/d0qi00772b
发表时间:2020-09
期刊:Inorganic Chemistry Frontiers
影响因子:7
作者:Keke Wang;Qunmin Wang;Xiong Wang;Mei Wang;Qin Wang;Hai-Min Shen;Yun-Fang Yang;Yuanbin She
通讯作者:Yuanbin She
金属卟啉催化烃类C-H键羟基化反应的机制研究与智能设计
- 批准号:R25B020007
- 项目类别:省市级项目
- 资助金额:0.0万元
- 批准年份:2025
- 负责人:杨云芳
- 依托单位:
非血红素铁配合物催化C-H键卤化和羟基化的研究
- 批准号:22371256
- 项目类别:面上项目
- 资助金额:50万元
- 批准年份:2023
- 负责人:杨云芳
- 依托单位:
金属卟啉催化的C-H键活化/Cope重排组合反应的研究
- 批准号:21978272
- 项目类别:面上项目
- 资助金额:66.0万元
- 批准年份:2019
- 负责人:杨云芳
- 依托单位:
国内基金
海外基金
