【今日化学前沿】 CC封面报道了吴云东院士最新研究成果
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三氟甲基化反应是有机合成和药物合成中一类非常重要的反应,而Togni 试剂(Togni’s Reagents)则是常用的三氟甲基化试剂,已在有机合成中具有广泛应用。Togni 试剂中I原子到底以何种形式存在呢,这是一直困扰科学家的问题。
近期,著名化学类杂志ChemicalCommunications(《化学通讯》)以封面形式报道了北京大学深圳研究生院吴云东院士课题组与佐治亚大学计算量子化学中心Schaefer课题组的最新研究成果:Togni’s Reagent 中I以高碘试剂形式存在的原因,以及其它具有苯并碘氧杂环结构(benziodoxole based)高碘试剂存在形式的评估(tianyu sun, Xiao Wang, Hao Geng, YaomingXie, Yun-Dong Wu, Xinhao Zhang and Henry F. Schaefer, Why Does Togni’sReagent I Exist in the High-Energy Hypervalent Iodine Form? Re-evaluation ofBenziodoxole Based Hypervalent Iodine Reagents, Chem. Comm.,2016, 52, 5371-5374. DOI: 10.1039/C6CC00384B)。Chemical Communications是化学领域具影响力的期刊之一,其影响因子为6.834。
三氟甲基化反应是有机合成和药物合成中一类非常重要的反应,而Togni 试剂(Togni’s Reagents)则是常用的三氟甲基化试剂,已在有机合成中具有广泛应用。Togni 试剂中I原子到底以何种形式存在呢,这是一直困扰科学家的问题。
作者受类似试剂结构修正的启发,提出疑问:Togni 试剂中高价碘形式和醚形式的能量差别是多少,它们能否相互转换?并且通过计算化学的方法证明了 I是以高碘试剂的形式存在,但是这种形式的能量要比它相对应的非环异构体的能量高很多(51.1kcal/mol),两种异构体的能量差是与取代基的对位效应相关的。作者的封面配图也是极具中国风,引用了诗仙李白名作《蜀道难》中的名句“西当太白有鸟道,可以横绝峨眉巅”,来形容两种异构体的能量差别之大,也正是因为Togni’s Reagent 中I以高价碘试剂的形式存在,使其具有了高能量,从而具有高的反应活性,进而在有机合成中具有多种用途。
Benziodoxole based结构中的五元环是使Togni’s Reagent I以高能形式存在的一个重要原因。本文还讨论了该研究与Buchwald的2014年研究的相关性。
总之,作者通过计算化学的方法证明了Togni试剂中 I 是以高价碘试剂的形式存在,并分析了其存在原因,这将对三氟甲基化反应的机理研究及应用具有重要的指导意义。
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