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毕业论文网 > 开题报告 > 化学化工与生命科学类 > 应用化学 > 正文

基于β-三氟甲基不饱和砜的1,3-偶极环加成反应的DFT计算研究开题报告

 2020-02-10 10:02  

1. 研究目的与意义(文献综述)

1.1 目的及意义

氟是一种很特殊的元素,氟原子的“伪拟效应”、高电负性、亲脂性等独特性质对化合物的生物活性有重要影响[1]。许多有机氟化合物,如聚合物、液晶材料和其他高性能材料等,由于它们结构中含有氟原子而具有相应的独特性质[2]

含氟有机化合物具有高生理活性、稳定性以及疏水性(一些碳原子数目较少的化合物除外)。化合物的表面活性,随着含氟原子数目的增加而增强,并且表现出热物理性能和介电性能的变化,还会从脂溶性变化为疏油性。这些特点使有机氟化合物在农药、医药、表面活性剂、染料、氟碳涂料等精细化工领域得到广泛应用,发展前景十分广阔。另外,向生物活性分子中引入氟原子或者含氟基团往往可以有效地改善其生物活性。

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2. 研究的基本内容与方案

理论化学是运用纯理论计算而非实验方法研究分子的结构和基本性质及其化学反应的基本规律。量子化学是理论化学中的一个重要组成部分,主要是计算分子的能级结构和空间结构以及它的物理化学性质,包括总能量,振动频率和反应活性等等,解释化学现象和预测反应位点。密度泛函理论是一种研究多电子体系电子结构的量子力学方法,最大的优点是引入了电子相关问题但又没有增加计算量,可以处理比较大的体系且能给出较精确的计算结果,因此被广泛用于计算过渡态、活化能、偶极矩以及其它一些分子的结构和性质,尤其适用于原子数目众多的有机分子计算。

计算化学在研究不对称反应立体控制因素方面具有得天独厚的优势,能够直观地揭示催化剂与底物之间的作用,还能够研究其他手段难以触及的过渡态,对理解反应机理和阐明立体控制因素提供了巨大帮助[17]。于是,当化学家探索出一种高选择性的合成方法并试图解释反应机理以及选择性产生原因时,理论计算研究就具有十分重要的意义。

我们课题组在前期的工作中,发展了一类β-三氟甲基-α,β-不饱和吡啶砜与甲亚胺亚胺之间的1,3-偶极环加成反应,此方法可以以优秀产率、高非对映选择性以及广泛底物普适性合成一系列外消旋含三氟甲基吡唑烷酮衍生物,本课题拟根据密度泛函理论对该反应高非对映选择性的成因进行理论解释。另外,我们课题组也正在进行β-三氟甲基-α,β-不饱和苯砜与甲亚胺叶立德之间的不对称1,3-偶极环加成反应的研究工作,本课题也将根据密度泛函理论对该反应的机理进行理论研究。

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3. 研究计划与安排

周次

内容

1-3

查阅相关文献资料,明确研究内容,了解研究所需。

确定方案,完成开题报告

4-10

构建并优化化合物立体结构,寻找过渡态,计算溶剂化吉布斯自由能

10-11

提取计算文件数据,讨论结果,解释反应机理

11-14

完成并修改毕业论文

15

准备论文答辩


4. 参考文献(12篇以上)

[1] 尹增升, 含二氟亚甲基discodermolide类似物的设计与合成[d], 东华大学, 2010.

[2] 俞伟, 三氟甲基取代的n-叔丁基亚磺酰亚胺的不对称合成转化[d], 东华大学,2013.

[3] 张霁, 金传飞, 张英俊, 有机化学, 2014, 04, 662.

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