研究目的
通过可见光和手性敏化剂实现三重态敏化外消旋化的研究:3-环丙基喹诺酮的对映选择性形成。
研究成果
研究表明,在可见光条件下,手性硫杂蒽酮敏化剂可使环丙烷发生三重态敏化外消旋化,从而对映选择性生成3-环丙基喹诺酮(产率88-96%,对映选择性高达55% ee)。这种对映体区分是通过外消旋化过程而非初始产物形成实现的,且对映体具有不同的结合常数和敏化速率。该光化学方法具有独特性,并为进一步提高对映选择性提供了潜力。
研究不足
所获得的对映选择性为中等水平(最高达55% ee),仍有提升空间。该反应机制涉及复杂的平衡过程和敏化速率,这可能限制了对选择性的控制。该反应仅适用于特定底物和条件,需进一步优化以实现更广泛的适用性。
1:实验设计与方法选择:
本研究采用可见光照射(λ=420 nm)结合手性硫杂蒽酮敏化剂,促进3-烯丙基取代喹诺酮类化合物的对映选择性双π-甲烷重排反应。使用配备荧光灯或LED的旋转木马式反应器进行光照。
2:样品选择与数据来源:
底物为按支持信息所述方法合成的3-烯丙基取代喹诺酮类化合物(如5a、5c-5j)。
3:5a、5c-5j)。 实验设备与材料清单:
3. 实验设备与材料清单:旋转木马式反应器、荧光灯(每支8 W,发射波长420 nm)、LED(420 nm,2 W)、溶剂(三氟甲苯、六氟间二甲苯、乙腈)、手性敏化剂(硫杂蒽酮4)、非手性敏化剂(9-硫杂蒽酮7)、用于分析的高效液相色谱仪(HPLC)、用于绝对构型测定的X射线衍射仪。
4:4)、非手性敏化剂(9-硫杂蒽酮7)、用于分析的高效液相色谱仪(HPLC)、用于绝对构型测定的X射线衍射仪。 实验步骤与操作流程:
4. 实验步骤与操作流程:反应在指定溶剂中以2.5 mM浓度及特定温度下进行,光照时间不等(0.5-5小时)。产物经分离后通过HPLC测定对映体过量值。通过核磁共振滴定法测量外消旋化研究及结合常数。
5:5 mM浓度及特定温度下进行,光照时间不等(5-5小时)。产物经分离后通过HPLC测定对映体过量值。通过核磁共振滴定法测量外消旋化研究及结合常数。 数据分析方法:
5. 数据分析方法:对映体过量值通过手性固定相HPLC测定,三线态能量经测量获得,结合常数由核磁共振数据计算得出。采用密度泛函理论计算(M06-2X泛函、Grimme D3色散校正、def2-TZVP基组)进行机理分析。
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merry-go-round reactor
Used for photochemical irradiation of reactions, allowing multiple samples to be irradiated simultaneously under controlled conditions.
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fluorescent lamp
8 W
Light source for irradiation at λ = 420 nm to initiate photochemical reactions.
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LED
420 nm, 2 W
Alternative light source for irradiation at λ = 420 nm.
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HPLC
Used for chiral analysis to determine enantiomeric excess of products.
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X-ray diffractometer
Used for determining absolute configuration of compounds via single-crystal X-ray diffraction.
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