Mechanistic study of nucleophilic catalysis of Aza Diels-Alder reactions

Sammanfattning

Aza-Diels-Alder (Aza-DA) reaktionen utgör en unik syntesväg till N-heterocykler, speciellt för läkemedel. Den här studien utforskar reaktionsmekanismen genom Density Functional Theory (DFT) med iminer och nitriler som dienofiler. Dessutom har katalysen av denna reaktionstyp utforskats med BCl3, I2, och H3O+ där samtliga lyckades sänka Transition State (TS) energibarriären med 63.9%, 26.7%, och 72.2% respective. TS energibarrären för Aza-DA reaktionerna följde den redan kända trenden där elektrondragande substuenter ökade reaktiviteten och elektrondonerande. och steriskt hindrande substituenter sänkte reaktiviteten. Katalys ökade asymmetrin av TS och asynkronositeten av bindingsformningen, vilket säkerställdes genom Ab-Initio Molecular Dynamics (AIMD). IRC skannar säkerställde en en-stegs mekanism med grundliga minimum som skulle kunna tyda på reaktionsintermediärer i vissa katalyserade reaktioner. Resultaten ger viktig insikt till balansen mellan katalytisk effekt och stereokemisk kontroll över Aza-DA reaktioner vilket kan vara till hjälp vid syntesen av läkemedel.