近年来,镍催化羰基化合物的碳氧及碳碳偶联为合成多取代醇、酮、酯及氧杂环等含氧化合物提供了新思路。在这些反应中,通过调控底物或配体结构进而实现高化学、区域或立体选择性偶联的现象广泛存在。然而目前人们对这些反应的机理仍存在很多困惑,对反应机理细节、活性催化剂形式以及速率决定步骤等问题的理解仍存在分歧,而且缺少对选择性控制因素的认识。这一点阻碍了人们对现有反应的推广和应用。本项目拟运用量子化学计算方法研究镍催化醛的Tishchenko型碳氧及醛/酮与烯烃的碳碳偶联反应机理,阐明不同偶联反应的优势机理路径,揭示速率/选择性决定步骤的中间体及过渡态的关键结构特征。同时结合前线轨道理论对其电子及立体效应进行分析,总结不同反应中结构-活性关系的规律性特征。在此基础上理论预测新反应,并结合实验研究证实其可行性,从而为改进现有催化体系和设计高效、高选择性的新型催化体系提供有价值的思路与启示。
英文主题词transition metal catalysis;coupling;mechanistic study;selectivity;