• 文献检索
  • 文档翻译
  • 深度研究
  • 学术资讯
  • Suppr Zotero 插件Zotero 插件
  • 邀请有礼
  • 套餐&价格
  • 历史记录
应用&插件
Suppr Zotero 插件Zotero 插件浏览器插件Mac 客户端Windows 客户端微信小程序
定价
高级版会员购买积分包购买API积分包
服务
文献检索文档翻译深度研究API 文档MCP 服务
关于我们
关于 Suppr公司介绍联系我们用户协议隐私条款
关注我们

Suppr 超能文献

核心技术专利:CN118964589B侵权必究
粤ICP备2023148730 号-1Suppr @ 2026

文献检索

告别复杂PubMed语法,用中文像聊天一样搜索,搜遍4000万医学文献。AI智能推荐,让科研检索更轻松。

立即免费搜索

文件翻译

保留排版,准确专业,支持PDF/Word/PPT等文件格式,支持 12+语言互译。

免费翻译文档

深度研究

AI帮你快速写综述,25分钟生成高质量综述,智能提取关键信息,辅助科研写作。

立即免费体验

电子效应对原子隧穿的影响:单体对位取代苯甲酸衍生物的构象异构化。

Electronic effects on atom tunneling: conformational isomerization of monomeric para-substituted benzoic acid derivatives.

机构信息

Institute for Organic Chemistry, Justus-Liebig University, Heinrich-Buff-Ring 58, D-35392 Giessen, Germany.

出版信息

J Am Chem Soc. 2010 Nov 17;132(45):15902-4. doi: 10.1021/ja107531y. Epub 2010 Oct 22.

DOI:10.1021/ja107531y
PMID:20964409
Abstract

We present the first generation and spectroscopic identification of the higher-lying E conformer of the simplest aromatic carboxylic acid, benzoic acid (1a), as its O-deuterated isotopologue (E)-d(1)-1a using matrix-isolation techniques; the parent (E)-1a could not be observed because of fast H-tunneling to the more stable conformer (Z)-1a. Even deuterated (E)-d(1)-1a converts quickly back to (Z)-d(1)-1a through D-tunneling with a half-life (τ) of ∼12 min in Ar at 11 K. Tunneling computations using an Eckart barrier in conjunction with a CCSD(T)/cc-pVTZ//MP2/cc-pVDZ + ZPVE intrinsic reaction path revealed that τ of (E)-1a is only ∼10(-5) min, in marked contrast to those of simple aliphatic acids, which are in the range of minutes. The electronic substituent effects on D-tunneling in para-substituted benzoic acid derivatives (p-X-PhCOOD, d(1)-1) were systematically studied in Ar matrices at 11 K to derive the first Hammett relationships for atom tunneling. σ-Electron donors (X = alkyl) increase the half-life of d(1)-1, while σ-acceptor/π-donor groups (X = OD, NH(2), halogen) and to an even greater extent a σ-/π-acceptor group (X = NO(2)) decrease τ. The latter finding is in line with the smaller E-to-Z reaction barriers and narrower reaction widths for the isomerization. Tunneling substituent constants (σ(t)) for this conformational isomerization were derived experimentally and computationally.

摘要

我们首次通过基质隔离技术,展示了最简单芳香羧酸苯甲酸(1a)的高能 E 构象的第一代和光谱鉴定,其为 O-氘代同位素物(E)-d(1)-1a;由于快速的 H 隧道跃迁到更稳定的构象(Z)-1a,无法观察到母体(E)-1a。即使是氘代(E)-d(1)-1a 也会通过 D 隧道迅速回落到(Z)-d(1)-1a,在 11 K 的 Ar 中半衰期(τ)约为 12 分钟。使用 Eckart 势垒结合 CCSD(T)/cc-pVTZ//MP2/cc-pVDZ + ZPVE 内禀反应路径的隧道计算表明,(E)-1a 的 τ 仅约为 10(-5)分钟,与简单脂肪族酸形成鲜明对比,其范围为分钟。在 11 K 的 Ar 基质中,系统研究了对取代苯甲酸衍生物(p-X-PhCOOD,d(1)-1)中 D 隧道电子取代基效应,以得出原子隧道的第一个哈米特关系。σ-电子给体(X = 烷基)增加了 d(1)-1 的半衰期,而 σ-受体/π-供体基团(X = OD、NH(2)、卤素),甚至更大程度上的 σ-/π-受体基团(X = NO(2)),会减少 τ。后一种发现与异构体化的较小 E-Z 反应势垒和更窄的反应宽度一致。通过实验和计算推导出了这种构象异构体化的隧道取代常数(σ(t))。

相似文献

1
Electronic effects on atom tunneling: conformational isomerization of monomeric para-substituted benzoic acid derivatives.电子效应对原子隧穿的影响:单体对位取代苯甲酸衍生物的构象异构化。
J Am Chem Soc. 2010 Nov 17;132(45):15902-4. doi: 10.1021/ja107531y. Epub 2010 Oct 22.
2
Structure-activity relationships for the degradation reaction of 1-beta-O-acyl glucuronides. Part 2: Electronic and steric descriptors predicting the reactivity of 1-beta-O-acyl glucuronides derived from benzoic acids.1-β-O-酰基葡萄糖醛酸苷降解反应的构效关系。第2部分:预测源自苯甲酸的1-β-O-酰基葡萄糖醛酸苷反应活性的电子和空间描述符。
Chem Res Toxicol. 2009 Sep;22(9):1559-69. doi: 10.1021/tx900092z.
3
Phenylhydroxycarbene.苯基羟(基)卡宾。
J Am Chem Soc. 2010 Jun 2;132(21):7273-5. doi: 10.1021/ja9107885.
4
Cyclopropylhydroxycarbene.环丙基羟卡宾。
J Am Chem Soc. 2011 Aug 31;133(34):13614-21. doi: 10.1021/ja204507j. Epub 2011 Aug 10.
5
Ab initio study of the substituent effects on the relative stability of the E and Z conformers of phenyl esters. Stereoelectronic effects on the reactivity of the carbonyl group.苯酯的E型和Z型构象异构体相对稳定性的取代基效应的从头算研究。羰基反应性的立体电子效应。
J Phys Chem A. 2005 Jul 21;109(28):6279-89. doi: 10.1021/jp044172k.
6
Conformation-specific Raman bands and electronic conjugation in substituted thioanisoles.取代苯甲硫醚中的构象特异性拉曼谱带与电子共轭
J Phys Chem A. 2008 Nov 27;112(47):12220-7. doi: 10.1021/jp807027q.
7
An exploration of electronic structure and nuclear dynamics in tropolone: II. The A (1)B2 (pi* pi) excited state.托酚酮的电子结构与核动力学研究:II. A(1)B2(π*π)激发态
J Chem Phys. 2009 Apr 14;130(14):144304. doi: 10.1063/1.3089722.
8
pKa prediction from an ab initio bond length: part 3--benzoic acids and anilines.从头算键长预测 pKa 值:第 3 部分——苯甲酸和苯胺。
Phys Chem Chem Phys. 2011 Jun 21;13(23):11283-93. doi: 10.1039/c1cp20380k. Epub 2011 May 13.
9
Hydrogen-atom tunneling in isomerization around the C-O bond of 2-chloro-6-fluorophenol in low-temperature argon matrixes.低温氩基质中 2-氯-6-氟苯酚 C-O 键异构化过程中的氢原子隧穿。
J Phys Chem A. 2011 Sep 8;115(35):9911-8. doi: 10.1021/jp2048585. Epub 2011 Aug 11.
10
Study of the thymine molecule: equilibrium structure from joint analysis of gas-phase electron diffraction and microwave data and assignment of vibrational spectra using results of ab initio calculations.胸腺嘧啶分子的研究:通过气相电子衍射和微波数据的联合分析确定平衡结构,并利用从头算计算结果归属振动光谱。
J Phys Chem A. 2008 Aug 21;112(33):7662-70. doi: 10.1021/jp8017138. Epub 2008 Jul 30.

引用本文的文献

1
The Intrinsic Barrier Width and Its Role in Chemical Reactivity.本征势垒宽度及其在化学反应性中的作用。
ACS Cent Sci. 2023 Nov 6;9(11):2129-2137. doi: 10.1021/acscentsci.3c00926. eCollection 2023 Nov 22.
2
Infrared Spectra and Phototransformations of -Fluorophenol Isolated in Argon and Nitrogen Matrices.-氟苯酚在氩气和氮气基质中的红外光谱和光致相变。
Molecules. 2022 Nov 26;27(23):8248. doi: 10.3390/molecules27238248.
3
Transition State Asymmetry in C-H Bond Cleavage by Proton-Coupled Electron Transfer.质子耦合电子转移引发的 C-H 键断裂中的过渡态不对称性。
J Am Chem Soc. 2019 Jul 10;141(27):10777-10787. doi: 10.1021/jacs.9b04303. Epub 2019 Jun 27.
4
Competition H(D) kinetic isotope effects in the autoxidation of hydrocarbons.烃类自氧化反应中的竞争H(D)动力学同位素效应。
J Am Chem Soc. 2015 Jan 14;137(1):94-7. doi: 10.1021/ja511434j. Epub 2014 Dec 31.