مطالعه اثر برخی کاتالیزگرهای آلی بر فضا گزینی واکنش تراکمی آلدول با روش محاسبه ای

واکنش تراکم آلدول یکی از شناخته شده ترین واکنش های آلی بویژه در سنتز نامتقارن است. کاتالیزگرهای آلی از جمله ال-پرولین این توانایی را دارند که از طریق برهم کنش های کووالانسی یا غیرکووالانسی بر سرعت این واکنش بیفزایند. در ضمن این کاتالیزگرها به دلیل دستواره ای بودن می توانند با کنترل فضاگزینی واکنش، تشکیل یک ایزومر فضایی ویژه را نیز برتری دهند. اگرچه درباره ی سازوکار واکنش آلدول در حضور ال-پرولین داده های تجربی زیادی به دست نیامده است ولی برخی داده های طیفی از تشکیل واسطه هایی هم چون انامین و اوکسازولیدینون طی واکنش حکایت دارند. مطالعات نظری از جمله با روش های محاسبه ای مهم ترین زمینه ای بوده است که طی دو دهه ی گذشته در جهت یافتن سازوکاری برای این واکنش و نقش ال-پرولین به طور گسترده انجام شده است. عمده ی توجه به ایفای نقش کاتالیزگرهای آلی در فرایندی تاکید دارد که برهم کنش های کووالانسی و تشکیل واسطه هایی هم چون انامین استوار بوده است. در این پژوهش، با توجه به وجود چندین گروه دهنده و پذیرنده ی پیوند هیدروژنی در ساختار واکنشگرها و کاتالیزگر، احتمال پیشرفت واکنش از مسیری مبتنی بر برهم کنش های غیرکووالانسی مورد بررسی قرار گرفته است. بر این مبنا، افزون بر سازوکار مبتنی بر برهم کنش کووالانسی که با تشکیل انامین همراه است، مرحله تعیین کننده ی سرعت و فضاگزینی در سازوکار مبتنی بر تشکیل واسطه ی اینول به شکل های گوناگون و بر اثر برهم کنش های فرا مولکولی میان واکنشگرها و کاتالیزگر به طور محاسبه ای با روش dft با مُتابع استاندارد b3lyp و با مجموعه پایه ی 6-311++g** انجام شده است. نتایج افزون بر تایید سازوکار کووالانسی، وقوع واکنش در فاز گازی و در دمای اتاق را از طریق غیرکوولانسی نیز تایید می کند. داده های محاسبه ای به دست آمده، اثر برخی گروه های استخلافی و نقش آب بر سرعت و فزونی انانتیومری واکنش را در هماهنگی با برخی مشاهده های تجربی نشان می دهد.