α，α-二乙酰基环二硫缩烯酮脱酰反应的理论研究

摘要

本论文采用量子化学理论和计算方法，对α，α-二乙酰基环二硫缩烯酮脱酰反应进行了理论研究。具有多官能团的α-羰基二硫缩烯酮类化合物是一类重要的有机合成中间体，它的结构特征决定了其具有多种潜在的化学性质，从而广泛的应用于有机合成中。在有机合成-特别是在复杂化合物和天然产物的合成中，利用官能团的保护和去保护方法是一种重要手段。羰基是最重要的有机官能团之一，羰基的缩硫醛/酮化反应是非常好的保护醛/酮羰基的方法。但迄今为止，所应用的保护试剂大多为硫醇。该试剂应用虽然存在着易燃、价格昂贵、有毒、刺激性臭味、不便运输和贮存等很多缺点，但硫醇仍为必选试剂。刘群研究组长期以来致力于开发新型的代硫醇试剂，并于最近在实验上发现了α，α-二乙酰基环二硫缩烯酮可以作为1，3-丙硫醇的替代品。并对此化合物进行了大量的实验，结果表明其性能可以与硫醇相媲美，且具有稳定，易得，价廉，无气味并且环境友好等特点，且保护方法简单、条件温和、反应快速、产率高且对醛/酮羰基具有高度的化学选择性，并由此在实验上进行结构设计从而得到了其它大量的高效新型衍生物，且这类合成方法简单，环境友好，尤其在水相中实现了α-官能化二硫缩烯酮化合物的高产率合成，这在绿色化学的应用中得到了新发展。但至今没有这方面的理论报道. 本论文采用量子化学计算方法，在B3LYP/6-311+G(2df，2p)//B3LYP/6-31G(d)水平上对路易斯酸HCl或HBr催化作用下对α，α-二乙酰基环二硫缩烯酮脱酰反应机理的微观反应动力学进行了深入的理论研究，主要结果如下： 在HCl催化作用下α，α-二乙酰基环二硫缩烯酮的脱酰反应机理研究中，提出了脱酰反应是先加成再消除的反应机理，研究了三类六种加成反应方式和三类四种消除反应方式，共包括2种产物、16种中间体和14种过渡态。主反应为放热反应，共放出12.27kcal/mol的能量。消除反应是主反应的速率控制步骤，能垒为18.61kcal/mol，由于能垒较小，所以在室温下就可以完成，这同实验上在室温下就可以发生的结论是一致的。对HBr催化作用下的脱酰反应机理研究，涉及2种产物，10种中间体和10种过渡态，并得出了同HCl作用下类似的反应机理，但在反应能垒上，HBr脱酰反应的速率控制步骤能垒稍低一些，为16.44kcal/mol，从而得出结论：酸性更强的HBr更容易催化α，α-二乙酰基环二硫缩烯酮脱酰反应。与实验上酸性越强，越易发生脱酰反应的结果相一致，从而进一步证实了对该反应计算结果的可靠性。

目录

文摘

英文文摘

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第一章、引言

第二章、理论基础和计算方法

第三章、α，α-二乙酰基环二硫缩烯酮+HCl脱酰反应的理论研究

第四章、α，α-二乙酰基环二硫缩烯酮+HBr脱酰反应的理论研究

结论

参考文献

论文期间已(待)发表的学术论文

致 谢

附 录