α-单取代环十二酮构象转换的溶剂效应和温度效应

利用1H NMR技术研究了α-单取代环十二酮的α-边外取代[3333]-2-酮构象(A)和α-角顺取代[3333]-2-酮构象(B)相互转换的溶剂效应和温度效应.结果显示,一般情况下随着溶剂极性的增加,构象B的含量增加,这可以解释为构象B较构象A有较大的偶极矩.当分子中的取代基能与羰基形成分子内氢键时,情况则相反,随着溶剂极性的增加,构象B的含量降低,这可以解释为构象B的分子内氢键的减弱.结果还显示,温度的升高有利于两个构象的相互转换而达到新的平衡.     

α-单取代环十二酮构象间相互转换的理论研究

在CVFF力场下,DMSO氛围中,通过分子动力学常温模拟研究α-单取代环十二酮的构象,常温优势构象为α-边外取代[3333]-2-酮,环骨架为[3333],羰基位于C2位置,取代基位于α-边外向位.动态分析带有不同取代基的α角顺取代和α-边外取代[3333]-2-酮构象的相互转化的结果表明,它们的转换路径基本一致,转换能垒随着取代基体积的增大而升高.氯和溴取代环十二酮转换过程中最高能垒分别为43.9和44.3kJ/mol,相应的构象为α-边外取代[31233]-2-酮;甲基、乙基和叔丁基取代环十二酮最高转换能垒达53.9kJ/mol,相应的构象为α-边外取代[31233]-2-酮;存在活泼质子的氨基和羟基环十二酮转换能垒中最高能量构象为α-边外取代[31323]-1-酮;苯硫基和苄基取代环十二酮除出现α-边外取代[3333]-2-酮构象外,转换过程中还出现了较α-角顺取代[3333]-2-酮构象更稳定的α-边外取代[4233]-3-酮构象.     

α-单取代环十二酮构象的研究

利用分子力学计算，单晶X射线分析和~1H NMR技术研究了α-单取代环十二酮 的构象。结果表明，它们的优势构象的环骨架仍是[3333]构象，而羰基则在2-C位 置上。在晶体中，它们的优势构象为α－角顺取代[3333]-2-酮构象，而在溶液中 则取α－角顺取代和α－边外取代[3333]-2-酮两种构象，且两种构象处于动力学 平衡之中，以α－边外取代[3333]-2-酮构象占优势。     

α，α'-顺式二取代环十二酮的构象

利用分子力学计算，1~H NMR，(13)~C NMR和单晶X射线衍射分析技术研究了α -α'-顺式二表明，它们的优势构象骨架仍是[333]-2-酮，在晶体和溶液中，它们 的优势构象均为。α-角顺，α'-边外构象．在溶液中，相同取代基的α，α'-顺 式二取代环十二酮存在两种互为镜象的[3333]-2-酮对映体构象，学平衡之中；不 同取代基的α，α'-顺式二取代环十二酮存在体积较大的基团为边外取代的[3333] -2-酮和角顺取代的[3333]-2-酮两种构象，两种构象也处于动力学平衡之中，以较 大基团为边外取代的[3333]-2酮构象占优势.     

α，α'-顺式二取代环十二酮的构象

利用分子力学计算，1~H NMR，(13)~C NMR和单晶X射线衍射分析技术研究了α -α'-顺式二表明，它们的优势构象骨架仍是[333]-2-酮，在晶体和溶液中，它们 的优势构象均为。α-角顺，α'-边外构象．在溶液中，相同取代基的α，α'-顺 式二取代环十二酮存在两种互为镜象的[3333]-2-酮对映体构象，学平衡之中；不 同取代基的α，α'-顺式二取代环十二酮存在体积较大的基团为边外取代的[3333] -2-酮和角顺取代的[3333]-2-酮两种构象，两种构象也处于动力学平衡之中，以较 大基团为边外取代的[3333]-2酮构象占优势.     

α，α-二取代环十二酮的构象

利用分子力学计算，1~H NMR和单晶X射线衍射分析技术研究了α，α-二取代 环十二酮的构象．结果势构象骨架仍是[3333]-2-酮，在晶体和溶液中，它们的优 势构象均为α-角顺、α-角反-二取代[3333于α-角反位，后上基团处于α-角顺位.     

新的α-单取代环十二酮肟的合成及晶体结构

单晶X射线衍射分析表明,几个新的α-单取代环十二酮与氨衍生物羟胺发生反应得到三种母体构象分别为[3333]和[2334],而取代基为边外向或角反向的α-单取代环十二酮肟.利用底物的"角位羰基参与反应"原理,"记忆效应"及进攻试剂与底物是否形成氢键解释了这一实验结果.通常取代基体积较大以及α-取代基与羰基形成分子内氢键情况下,试剂从空间障碍小以及远离氢键的一面进攻羰基生成α-角反取代环十二酮肟;当试剂与底物的取代基之间能够形成强的分子间氢键时,生成α-边外取代环十二酮肟;当试剂与底物的取代基之间只能形成弱的分子间氢键以及底物的取代基较小时,试剂从两面进攻羰基同时生成α-角反取代环十二酮肟和α-边外取代环十二酮肟.     

溶剂效应和取代基效应对2-(2-氨基苯基)苯并噻唑光谱性质及激发态分子内质子转移的影响

合成了多种2-(2-氨基苯基)苯并噻唑(APBT)氨基氢原子被供电子及吸电子基团取代的衍生物, 并用紫外光谱﹑荧光光谱等方法和密度泛函理论(DFT)计算研究了溶剂效应和取代基效应对衍生物的光谱性质及激发态分子内质子转移(ESIPT)的影响规律. 结果表明, 相比于非极性溶剂环己烷, 随溶剂极性的增加及APBT-溶剂分子间氢键的形成, APBT的紫外-可见最大吸收峰和荧光最大发射峰均发生了一定程度的红移, 并对APBT的ESIPT产生了影响. 在APBT分子的氨基氮原子上引入不同的吸电子或斥电子取代基, 对氮原子的电荷性质有较大的影响. 在环己烷溶剂中, 甲基取代后的APBT仅有单重荧光发射峰, 体系未发生ESIPT过程; 而COCH₂Cl等吸电子基团能促进APBT的ESIPT, 其荧光发射光谱出现了明显的双重峰, 表明体系发生了激发态分子内质子转移反应. 量子化学的理论计算较好地验证了光谱实验结果.     

2－（1，11－十一亚甲基）－5－取代亚胺基－△^3-1,3,4-噻二唑啉的构象

用NMR分子力学计算和单晶X射线衍射的方法对2-(1，11-十一亚甲基)-5-取代 亚胺基-△^3-1，3，4-噻二唑啉（1）的构象进行了分析，结果表明，标题化合物 1的十二员环采取D4对称的[3333]构象，噻二唑啉环与十二员环近似平面几乎垂直 构成螺环，位于[3333]构象的一个角碳，亚胺基上的取代基对母体十二员环内架的 构象及^13C NMR化学位移影响极小。     

杯[4]吡咯在不同溶液中的分子动力学模拟研究

运用分子动力学(MD)模拟方法对杯[4]吡咯与不同溶剂之间的相互作用能、杯[4]吡咯在不同溶液中的构象变化以及杯[4]吡咯与溶剂分子之间的氢键相互作用进行了计算研究.模拟发现,杯[4]吡咯与不同溶剂间的相互作用能受溶剂分子偶极矩和杯[4]吡咯-溶剂分子间氢键相互作用影响.杯[4]吡咯在不同溶液中的构象发生翻转的主导因素是杯[4]吡咯与溶剂分子间形成氢键相互作用,溶剂分子的偶极矩不是杯[4]吡咯发生构象转化的主要因素.     

α-单取代环十二酮肟及缩氨基硫脲的合成及晶体结构

单晶X射线衍射分析表明, α-单取代环十二酮与氨衍生物羟胺和氨基硫脲发生缩合反应得到两种母体构象均为[3333], 而取代基为边外向或角反向的α-单取代环十二酮肟或缩氨基硫脲. 利用底物的“角位羰基参与反应”原理, “记忆效应”及进攻试剂与底物是否形成氢键解释了这一实验结果. 通常情况下, 试剂从空间障碍小的一面进攻羰基而生成α-角反取代环十二酮肟或缩氨基硫脲. 当试剂与底物的取代基之间能够形成分子间氢键时, 则生成α-边外取代环十二酮肟或缩氨基硫脲.     

4-硝基-1,3-丁二烯基胺分子的氢键效应

在从头计算的水平上, 利用杂化密度泛函理论研究了溶剂对4-硝基-1,3-丁二烯基胺分子的几何结构、分子内的电荷分布和电荷转移态的能量漂移的影响. 在四种极性溶剂中, 我们构造了包括氢键作用的超分子结构. 分别研究了由极化连续模型模拟的溶剂和溶质分子的长程相互作用, 溶剂和溶质分子的氢键作用, 以及溶剂和溶质分子的整体作用对分子结构和性质的影响. 研究结果表明氢键作用引起了溶质分子结构和性质的较大变化, 从而将明显地影响该类分子的非线性光学性质. 因此, 在模拟溶剂效应时需要考虑氢键作用.     

呋喃查尔酮紫外光谱的取代基效应

我们曾报道了查尔酮的KF-Al2O3催化合成[1],也曾报道了用KF-Al2O3催化合成的六个噻吩查尔酮化合物的紫外光谱的取代基效应[2]。本文用KF-Al2O3催化α-乙酰呋喃与芳香醛进行羟醛缩合反应,合成了5个标题化合物。产率在40%～70%之间。测定了它们在16种溶剂中的紫外光谱,发现无论在极性还是非极性溶剂中其紫外光谱的最大吸收峰波数与Hammett亲电取代常数之间呈良好的线性关系。1　实验部分1.1　药品和仪器合成所用药品均为试剂级,α-乙酰呋喃、KF-Al2O3按文献[3,4]制备。溶剂均为分析纯,按文献方法[5]处理。熔点用毛细管法测定,温度计未…     

2-苯基/环己基环十二酮的还原选择性及trans-1,2-二取代环十二烷的构象分析

通过研究2-苯基/环己基环十二酮在不同还原剂和温度下的还原反应证实了2-取代环十二酮的还原反应具有cis-选择性.在此基础上,通过2-取代环十二酮的Na BH4还原反应、1,2-环氧环十二烷的开环反应及cis-2-苯基环十二醇的Mitsunobu反应和水解反应制备了一系列trans-1,2-二取代环十二烷;采用1H NMR、13C NMR、X射线衍射和量子化学计算等方法对其优势构象进行了分析.结果表明,trans-1,2-二取代环十二烷的优势构象为[3333]方形构象,1个取代基位于边碳外向位(Side-exo),另1个位于角碳反向位(Corneranti).cis-2,12-二取代环十二酮的Li Al H4还原产物的X射线衍射分析结果表明,生成的1,2,3-三取代环十二烷保持了环十二烷的[3333]方形构象,2个取代基位于边碳外向位,羟基位于角碳顺向位(Corner-syn),取代基呈现出cis-cis关系.     

不对称β-二酮分子内氢键及酮-烯醇互变异构的~1H NMR研究

研究了一系列二芳甲酰甲烷化合物在不同溶剂中的分子内氢键及酮-烯醇互变异构平衡。δ_(OH)和lgK与取代基常数(σ)之间均有良好的线性关系存在。+I和+R取代基使分子内氢键增强,而使烯醇式含量降低。     

激基缔合物和激基复合物的形成及溶剂效应的研究

测试了ω-对联苯基多亚甲基羧酸4-[5′-对联苯基-1,3,4-(口恶)二唑基-2′-]苄酯及其模型化合物2-对甲苯基-5-联苯基-1,3,4-,(口恶)二唑在不同极性溶剂中的荧光发射光谱。它们既能形成分子间的激基缔合物又能形成分子内的激基复合物和三分子激基复合物。实验结果表明,溶剂极性的增加,有利于分子内激基复合物和三分子激基复合物的形成。     

有机π共轭配体溶剂化效应与分子间相互作用的理论研究

采用可极化的连续介质模型(PCM), 运用密度泛函理论(DFT), 在B3LYP/6-31+G^**水平下研究了溶剂极性对有机π共轭配体N,N'-Bis-(3-pyridyl)ethylene-bis-urea(BPEBU)中syn-anti构象的分子几何和电子结构的影响, 并借助分子动力学模拟的方法, 采用明确溶剂模型研究了溶质-溶剂分子间的相互作用. 密度泛函理论计算结果表明, 随着溶剂极性的增强, BPEBU中尿素基上的CO键和N-H键以及吡啶环上的C-N键被明显极化, 使羰基氧原子和吡啶氮原子的电负性明显增强, 尿素基的N-H键上氢原子的正电荷也显著增加. 分子动力学模拟统计的结果表明, 在极性较强的乙醇溶液中, 有明确的O…H-O, N…H-O和N-H…O等3种氢键作用存在, 而在丙酮溶液中, 只有N…H-O一种氢键作用存在, 而且与乙醇溶液中的N…H-O作用相比要弱些. 另外, 采用密度泛函理论方法结合连续/明确的混合溶剂模型, 优化得到了溶质-溶剂三聚体的超分子簇结构, 与分子动力学模拟的第一溶剂层中的超分子结构相比, 两者定性一致.     

氨基酸分子构象稳定性与光电离解离动力学的氢键效应*

本文综述了氨基酸分子内氢键种类和数目对分子构象稳定性和光电离解离动力学的各种效应：得出分子内含有N···H–O和C=O···H–O氢键的构象具有较高的热力学稳定性; N···H–O氢键导致分子第一电离能数值的增加,同时可以导致电离过程中的质子转移以及后续二氧化碳释放的解离过程。氨基酸分子正离子的稳定性或碳碳化学键断裂解离动力学也不尽相同,丝氨酸分子在电离阈值附近解离过程中表现出奇特的立体效应。     

黄体酮红外光谱的溶剂效应

报道在12种极性或非极性溶剂中黄体酮红外光谱的溶剂诱导频率效应（SIFS）。结果表明：黄体酮C3位和C20位羰基的伸缩振动频率均与溶剂AN值相关良好，与溶剂极性参数Y和极化率参数Π相关较差。其羰基频率主要受溶剂与溶质间的氢键及空间效应影响。     

三苯胺衍生物光物理性质的研究

研究了4-醛基-三苯胺(kTA)和4,4′-二醛基-三苯胺(BTA)的光谱性质。由于这两种化合物的共轭体系中既有电子给体(胺基)又有电子受体(醛基),它们在激发态发生分子内扭曲的电荷转移(TICT)。通过对FTA和BTA的荧光发射的溶剂效应、温度效应、粘度效应以及低温77K荧光的研究,发现FTA和BTA在极性溶剂中的荧光发射谱带中包含了光诱导电荷转移(ICT)和TICT(A带)2个组分,而在非极性溶剂中只有ICT带(B带),并讨论环境对TICT态的影响。另外,荧光猝灭方法也证实了这一点。