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羟醛缩合反应即Aldol反应是有机合成和药物合成领域常见的反应。Aldol反应可生成C-C键,有机化学家常利用该反应来合成β-羟基化合物或α,β-不饱和羰基化合物等,上述两类化合物又被广泛用于抗压药物和钙拮抗药物中间体的合成。有机小分子催化剂因其不包含金属离子、环境友好、无需对底物进行修饰的优点成为近年来不对称合成领域的研究热点。List课题组在有机小分子催化不对称Aldol反应领域贡献卓越,该课题组利用L-脯氨酸成功的催化了此类反应,并根据实验结果对催化机理做出了合理的推断,为日后氨基酸类小分子催化不对称Aldol反应的发展提供了重要的理论依据。聚乙二醇低聚物(PEG)因具有低毒性、稳定性好、可被降解等诸多优点,常被作为绿色反应介质来使用。除此之外,PEG还可与H2O、CH2Cl2、CH3COCH3等多种溶剂互溶,因此已被作为新型绿色反应介质和催化剂载体成功的催化了Baylis–Hillman反应、Heck反应、Suzuki反应、Michael反应、不对称Aldol反应等。本论文以L-丙氨酸作为催化剂,PEG400-H2O为反应介质,室温条件下催化醛酮进行不对称Aldol反应,并通过计算论证了反应机理,主要研究内容如下:(1)室温下,绿色反应介质(PEG400-H2O)中,利用L-丙氨酸成功的催化了环己酮与系列取代苯甲醛之间的不对称Aldol反应,产物经核磁共振(1H NMR、13C NMR)确认,并分析得到其非对映选择性(dr),高效液相色谱法(HPLC)检测其对映选择性(对映体过量百分数ee%)。实验结果表明:产物收率70%-84%,产物以反式(anti-)产物为主,ee值最高可达到96%。(2)采用G09程序包,利用M06-2X/6-31G*/SCRF=SMD Solvent=Water方法,在气相构型的基础上,对系列产物的四种构型进行单点能计算,得到SS-syn型产物的能量最高最不稳定,为次要产物的结论,模拟计算所得到的结果与实验的结果一致。(3)基于过渡态理论和烯胺催化机制,利用从头算方法结合密度泛函理论(DFT/B3LYP),在基组6-311G(2d,2p)水平上对环己酮与系列芳香醛反应过程中的三种主要构型的过渡态(TS-SR-anti、TS-RR-syn、TS-RS-anti)进行了系统的理论计算研究。通过对过渡态频率的分析和内禀反应坐标(IRC)的计算,推测该反应路径的合理性;计算所得结果与实验结果相符,进而对反应过渡态构型以及催化机理进行了验证。