Analýza orbitálních interakcí v Diels-Alderových reakcích

Bc. Miriama Mateášová

Bachelor's thesis

Analysis of Orbital Interactions in Diels-Alder Reactions

Abstract:

This undergraduate thesis is devoted to the study of Diels-Alder reactions, which represent one of the most significant steps in the synthesis of forskolin. The cycloaddition reaction in question takes place between structurally invariable diene (tert-butyldimethylsilyloxybuta-1,3-diene) and characteristically substituted dienophile (methyl-p-benzoquinone). Depending on the nature of the substituent group on dienophile during the Diels-Alder reaction, individual stereoisomers of products are formed in various ratios are formed. In this work, based on DFT calculations, an analysis of orbital interactions had been performed at the level of Mulliken population analysis for isolated characteristically substituted dienophilic structures. Subsequently, I was searching for transition states of cycloaddition reactions for dienophilic systems with substituent groups CH2F and CH2Cl. Theoretical data in the field of population analysis, supplemented by simplified calculations using the EHT method, were then correlated with previously unpublished experimental data of the research group of doc. Kamil Paruch and Dr. Jakub Švenda.

Abstract:

Tato bakalářská práce je věnována studiu Diels-Alderových reakcí, které představují jeden z nejvýznamnějších kroků v syntéze forskolinu. Příslušná cykloadiční reakce probíhá mezi strukturně neměnným dienem (terc-butyldimethylsilyloxybuta-1,3-dien) a charakteristicky substituovaným dienofilem (methyl-p-benzochinon). V závislosti na povaze substituční skupiny na dienofilu během Diels-Alderovy reakce vznikají jednotlivé stereoizomery produktů v různých poměrech. V této práci byla na základě výpočtů metodou DFT provedena analýza orbitálních interakcí na úrovni Mullikenovy populační analýzy pro izolované charakteristicky substituované dienofilní struktury. Následně jsem se zabývala hledáním tranzitních stavů cykloadičních reakcí dienofilních systémů se substitučními skupinami CH2F a CH2Cl. Teoretická data, v oblasti populační analýzy doplněná zjednodušenými výpočty metodou EHT, byla následně korelována s dosud nepublikovanými experimentálními daty výzkumné skupiny doc. Kamila Parucha a Dr. Jakuba Švendy.

Kľúčové slová

forskolin, Diels-Alderova reakce, Metoda funkcionálu hustoty, Mullikenova populační analýza, tranzitní stavy, Diels-Alder reaction, Density functional theory, Mulliken population analysis, transition states

Jazyk práce: Slovak

Datum vytvoření / odevzdání či podání práce: 6. 6. 2022

Obhajoba závěrečné práce

• Obhajoba proběhla 27. 6. 2022
• Vedúci: doc. Mgr. Markéta Munzarová, Dr. rer. nat.
• Oponent: Mgr. Milan Říha

Masaryk University

Faculty of Science

Bachelor programme / odbor:
Chemistry / Chemistry