【摘 要】
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1,8-Diazabicyclo[5.4.0]undec-7-ene(DBU)是一类非亲核的超强叔胺碱。由于其腐蚀性小、副产物少、可循环使用等优点,近年作为有效的催化剂广泛应用于有机合成。大多数合成有
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1,8-Diazabicyclo[5.4.0]undec-7-ene(DBU)是一类非亲核的超强叔胺碱。由于其腐蚀性小、副产物少、可循环使用等优点,近年作为有效的催化剂广泛应用于有机合成。大多数合成有机化学需在溶剂中进行,通常DBU与溶剂需要匹配才能有效促进反应。为了研究DBU水溶液的有效催化剂模式,我们选取2,3-二氢吡啶并[2,3-d]-嘧啶烷基为代表进行研究。在PBE1PBE/6-31+G**水平下,我们研究了DBU水溶液的有效催化剂形式及2,3-二氢吡啶并[2,3-d]-嘧啶烷基合成的机理。主要探究三种不同催化条件(无催化剂、H2O催化、DBU和H2O共催化)对应的三条主要反应路径。所有的反应路径经历三个历程:亲核加成和氢迁移、分子内环化及氢迁移和Dimroth重排。计算结果表明DBU和H2O共催化的反应路径最有利,取决于DBU-H+和H2O之间的氢键作用。深入研究发现在质子迁移过渡态中,DBU水溶液的催化形式是DBU-H+-H2O而非DBU-H+-OH-。NBO分析表明DBU活化水上氧原子且增加氧上负电荷,进而提高2-氨基-氰吡啶的亲核进攻能力降低反应能垒。我们的计算结果为DBU水溶液的绿色催化剂形式提供了新的思路,修正了以前提出的反应机理。
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