在酸催化条件下,研究了
甘油及其同系物(1,2,3-和
1,2,4-丁三醇)与
甲醛和
丙酮缩合的实验和理论方面。用复合方法
CBS-QB3计算所得产物的热力学参数表明,三元醇与
甲醛相互作用的产物六元杂环比五元
乙缩醛在热力学上更稳定,而相同的三元醇与
丙酮更适合形成五元
缩醛。这是由于以下事实:所研究的反应的区域选择性取决于反应过程中在冷凝介质中形成的碳阳离子的结构特征和反应性。根据实验获得的理论数据,在
甘油和
1,2,4-丁三醇与
甲醛以最稳定的六元环状碳正离子形式缩合的过程中,由于轴向取向的羟基,分子内氢键和异头稳定化发生。结果,阳离子1b-1比其五元异构体(1a-1和1b-2)稳定1.2-1.6 kJ / mol 。它导致1,3-
二恶烷(3b)的主要形成。但是,丁三醇-1,2,3与
甲醛缩合后,由于六元环中强大的分子内氢键以及氢键的参与,中间阳离子4a-1明显比其他异构体更稳定。取代基的羟基和阳离子中心的羟基,导致二
氧戊环6a的主要形成。