溶剂效应与负离子的反应能力

本文研究了H_2O、CH_3OH、CH_3CN、CH_3COCH_3和DMF等十余种溶剂对Cl~-+CH_3I和I~-+ClCH_2COOCH_3两反应速率的影响.实验数据表明,在溶液反应中,负离子的溶剂化作用极大地影响了它的亲核进攻能力.而负离子的溶剂化作用又与负离子和溶剂分子的特征结构之间的相互作用情况密切相关.在质子溶剂中,I~-的反应活性比Cl~-强,而在极性非质子溶剂中,Cl~-的反应活性比I~-强.     

一种线型具有ICT态共轭化合物的合成及光物理性质

运用Sonogashira偶联反应合成了一种具有分子内电荷转移(ICT)态的线型共轭化合物4,4’-(2,5-二溴-1,4-苯乙炔)4,4’-双(N,N-二甲基苯胺),研究了其在不同溶剂、质子和不同金属离子存在时紫外光谱及荧光光谱的变化。结果表明,该化合物中存在从供电子基团-N(CH3)2到吸电子基-Br的ICT光谱:随着溶剂极性的增加,其荧光光谱从正已烷中415nm红移到DMSO中525nm。对质子及一些过渡金属离子如Hg2+、Cr3+、Cu2+有明显响应,在乙腈溶液中,当化合物中滴加H+、Hg2+与Cr3+时,其荧光光谱表现为蓝移,而Cu2+的加入则使化合物的荧光淬灭。     

卟啉环上的亲核取代:2.溶剂对2-NO2-TPPCu(Ⅱ)与苯酚钠反应的影响

研究了溶剂对2-NO2-5,10,15,20-四苯基卟啉铜(2-NO2-TPPCu(Ⅱ))1与苯酚钠反应的影响,发现反应速度、产物分布与所用溶剂有很大关系.在苯酚中反应,主要产物为碳碳键相连的产物2-(2-羟基苯基)-TPPCu(Ⅱ)2(50%)和2-(4-羟基苯基)-TPPCu(Ⅱ)3(28%),在非质子极性溶剂中反应,主要得到碳氧键相连的产物2-苯氧基-TPPCu(Ⅱ)4.在苯甲腈、DMSO、DMF和吡啶中反应,4的产率分别为55%、52%、47%和11.7%.实验结果说明,在反应中存在SRN1和SNAr的竞争,质子性溶剂有利于SRN1反应,并主要生成碳碳键产物2、3,非质子极性溶剂能加速SNAr反应,生成醚键产物4.     

卟啉环上的亲核取代:2.溶剂对2-NO2-TPPCu(Ⅱ)与苯酚钠反应的影响

研究了溶剂对 2 - NO2 - 5 ,10 ,15 ,2 0 -四苯基卟啉铜 (2 - NO2 - TPPCu( ) ) 1与苯酚钠反应的影响 ,发现反应速度、产物分布与所用溶剂有很大关系 .在苯酚中反应 ,主要产物为碳碳键相连的产物 2 - (2 -羟基苯基 ) - TPPCu( ) 2 (5 0 % )和 2 - (4-羟基苯基 ) - TPPCu( ) 3(2 8% ) ,在非质子极性溶剂中反应 ,主要得到碳氧键相连的产物 2 -苯氧基 - TPPCu( ) 4 .在苯甲腈、DMSO、DMF和吡啶中反应 ,4的产率分别为 5 5 %、 5 2 %、47%和 11.7% .实验结果说明 ,在反应中存在 SRN1和 SNAr的竞争 ,质子性溶剂有利于 SRN1反应 ,并主要生成碳碳键产物 2、3,非质子极性溶剂能加速 SNAr反应 ,生成醚键产物 4.     

乙酐醇解反应的溶剂效应机理

本文研究了苯、四氯化碳和丙酮等18种溶剂对乙酐,乙醇反应速率的影响.在醇解反应中,乙酐过渡态的形成,需要ROH中的氧原子进攻乙酐的C~(+δ)中心,同时需要ROH中的羟基H~(δ+)接受乙酐的进攻.因此能与ROH或乙酐负氧作用的溶剂,对醇解反应不利.若把溶剂分子中正H集团的正电荷强度、负电集团强度和类乙酐中心集团等结构因素定性地用一结构参数表示,则此结构参数可定性地说明溶剂对乙酐醇解反应速率的大致影响.     

三乙胺与碘乙烷及三甲胺与对硝基氯苯等反应的溶剂效应机理

本研究用集团结构适应性原理探讨CH_3OH、C_6H_6、CH_3C0CH_3及DMF等二十四种溶齐Et_3N EtI,Me_3N O_2N-(?)-Cl及C_5H_5N CH_3I等反应速率的影响.发现溶剂化作用与溶剂分子及反应物分子(或过渡态分子)的特征集团之间结构适应性十分重要.即使对于同一类型的Menschuthin反应,反应的一般特征虽然相同,但随着反应分子结构的改变,反应机理细节亦会有所变化.当溶剂分子的特征集团结构与反应机理特征相适应时 溶剂对反应速率往往有较大的促进作用;不相适应时,往往有阻碍作用.     

类胡萝卜素清除超氧阴离子和氢过氧自由基活性

以番茄红素和β-胡萝卜素2种常见的类胡萝卜素为研究对象,通过量子化学密度泛函理论方法和B3LYP方法在6-31+G(d,p)水平下对其与2种主要的氧自由基(超氧阴离子、氢过氧自由基)反应的反应物、产物、过渡态的构型进行优化。通过分析氢原子转移机制和自由基加成机制探究类胡萝卜素和自由基的反应过程。并采用PCM(连续溶剂模型)探究3种不同极性溶剂(水、甲醇、苯)对反应机制的影响。结果表明:类胡萝卜素与自由基更容易发生自由基加成反应,并且在不同极性溶剂中,2种物质清除自由基的能力不同。其中类胡萝卜素的4号位点最容易发生脱氢反应。番茄红素的抗氧化能力强于β-胡萝卜素。     

3-(CHO/COF)-吲唑水助质子转移的反应机理

在密度泛函(DFT)B3LYP/6-311++G**理论水平上,全自由度优化气相和水相中3-(CHO/COF)-吲唑两种反应途径(Path A:分子内质子迁移;Path B:水助质子迁移)质子迁移的各异构体的几何构型,得其气相和水相中的几何结构和电子结构,并将PCM(极化连续介质模型)反应场溶剂模型用于水相计算.在气相和水相中,3-(CHO/COF)-吲唑的N1-H形式比N2-H形式稳定.进一步研究3-(CHO/COF)-吲唑质子迁移的反应机理.研究结果显示:不同的3C取代基对反应物、产物及过渡态的分子几何构型影响不大,但是不同构象的3C取代基对反应物、产物的几何结构和质子迁移的热力学参数有较大影响;溶剂化效应和氢键的形成对质子转移反应的热力学参数有很大影响;Path B所需的活化能较低,约为Path A途径的一半.     

偶极矩与选择性分子间引力

选择性分子间引力是指不同分子或同一分子上的两个集团之间的相互作用.两个集团之间的作用比组成两个集团的原子之间作用的总和要大,而且只有当两个集团的电子性质和空间结构都适应时,才表现出较强烈的作用.可以设想,在非极性溶剂中,两种溶质分子之间有无选择性分子间力,对体系的电性质,例如介电常数、摩尔极化度和溶质的平均偶极矩等,将发生不同影响,我们选择了由色谱法证实存在选择性分子间力的十余对分子,通过介电常数的测定和溶质分子平均偶极矩的计算,进一步证实选择性分子间力的存在及产生的影响.     

脯氨酸分子的手性转变机理及水的作用

采用密度泛函理论的B3LYP方法、微扰理论的MP2方法和自洽反应场(SCRF)理论的smd模型方法,研究了脯氨酸手性转变裸反应机理、水分子的催化作用及水溶剂化效应.结构分析表明:三元环结构过渡态aTS2、五元环结构过渡态aTS2·1H_2O和七元环结构过渡态aTS2·2H_2O的稳定性顺次增加.反应通道研究发现:标题反应有4个通道a,b,c,d.a,b和c通道手性碳上的质子分别以亚氨基为桥、依次以羰基和亚氨基为桥和只以羰基为桥迁移;d通道羧基内质子迁移后,手性碳上的质子再以羰基为桥迁移.势能面计算表明:a通道为优势反应通道,单体气相反应决速步骤吉布斯自由能垒为246.0kJ·mol~(-1);2个水分子的催化使决速步骤自由能垒降为122.6kJ·mol~(-1);2个水分子的催化与水溶剂效应的共同作用,使决速步骤自由能垒降为105.1kJ·mol~(-1).     

L-高丝氨酸内酯盐酸盐的氨基保护

以氯甲酸苄酯(CbzCl)为氨基保护试剂,研究了它对L-高丝氨酸内酯盐酸盐的氨基保护.实验表明,以水为溶剂,NaHCO3为碱的无机反应体系,制备N-Cbz-L-高丝氨酸内酯的产率可高达93%,显著优于以CH2Cl2为溶剂,Et3N或吡啶(Py)为碱的有机反应体系.以氯甲酸乙酯(EocCl)和氯甲酸甲酯(MocCl)为氨基保护试剂时,无机反应体系也明显优于有机反应体系.同时发现,氯甲酸甲酯为保护试剂,NaHCO3为碱时,组合溶剂(THF/H2O或丙酮/H2O)形成的均相溶剂体系可获得比仅使用水作溶剂时更高的产率.     

添加助剂的钙钛矿型氧化物NdMO_3上的甲烷氧化偶联——Ⅱ.15% Li_2O/NdMO_3(M=Cr、Mn、Fe、Co、Ni)上的OCM反应研究

在添加了15%Li_2O的NdMO_3(M=Cr、Mn、Fe、Co、Ni)上进行了甲烷氧化偶联(OCM)反应研究.通过改变反应气中CH_4:O_2浓度比,在氧化态和“脱氧态”催化剂上的CH_4脉冲反应,探讨了表面吸附氧和晶格氧在OCM反应中的作用以及NdMO_3中不同金属离子(M)对OCM反应活性的影响等.     

甲酸铵Pd/C体系进行胺化反应的研究

介绍了一种用于羰基胺化的合成方法.该方法以酮为底物,HCOONH₄为氢源和氮源,Pd/C为催化剂,CH₃OH与H₂O为溶剂,对羰基进行还原胺化制得相应的胺.甲酸铵作为氢供体,具有廉价、易得、还原性能好等优点,Pd/C催化加氢可使反应在温和的条件下进行.该方法反应速度快、后处理方便、选择性好.最佳反应条件：常温常压、CH₃OH∶H₂O(V∶V)=9∶1、HCOONH₄∶原料∶Pd/C(M∶M∶M)=100∶10∶1.实验过程中,分别对2-金刚烷酮;5-氨基羟基-2-金刚烷酮;3-奎宁酮进行了胺化反应研究,获得较好的结果,产物均经¹H-NMR、GC-MS或MS确证结构.     

新型吡啶铱(Ⅲ)配合物的合成及性质研究

分别以2-苯基吡啶(ppy)和2-(对甲苯基)吡啶(ptpy)为配体,与三水合氯化铱(IrCl3.H2O)、3-(4-甲基)苯乙烯-2,4-戊二酮(MSPD)配位,得到铱(Ⅲ)配位物Ir(ppy)2(MSPD)和Ir(ptpy)2(MSPD).通过元素分析、FTIR光谱、1H NMR对其进行了结构表征,此外还研究了其吸收光谱和光致发光光谱,结果表明:配位物Ir(ptpy)2(MSPD)和Ir(ppy)2(MSPD)均具有明显的金属-配体电荷转移吸收(MLCT),且分别在522 nm、530 nm处有较强的金属配合物三重态的磷光发射峰,有望在电致发光方面得到应用.     

CX_2(NO_2)_2(X=H,F,C1)分子旋转势和构型稳定性的ab initio研究

本文用ab initio计算方法,采用STO-3G基组,对二硝基卤代甲烷CH_2(NO_2)_3(1),CF_2(NO_2)_2(2);CCl_2(NO_2)_2(3)等分子作了单点计算,研究其旋转势能.全构型优化研究了五个具有对称性构型的结构和稳定性,并作了理论分析和探讨.     

Fe(acac)3-Al(i-Bu)3体系催化苯基环氧乙烷聚合

研究了Fe(acac)3-Al(i-Bu)3(acac=乙酰丙酮)催化体系催化苯基环氧乙烷(SO)的均聚反应,考察了溶剂、催化剂浓度、反应温度、反应时间对该聚合反应的影响及该反应的反应动力学.实验表明Fe(acac)3-Al(i-Bu)3催化体系催化苯基环氧乙烷(SO)均聚反应的最佳反应条件是反应时间11 h,反应温度80℃,催化剂浓度3.6×10-2mol/L,最佳溶剂为石油醚.动力学研究表明,苯基环氧乙烷的聚合速率与单体的浓度呈一级关系,且该聚合反应的活化能为25.6 kJ/mol.     

鸟嘌呤质子互变反应机理的DFT研究

在密度泛函B3LYP/6-311G++**理论水平上,对气相和水相鸟嘌呤的两种形式(烯醇式与酮式)之间的质子转移(Path A:分子内和Path B:水助质子转移)互变异构体及其过渡态进行了几何构型全自由度优化,获得它们在气相和水相中的几何结构和电子结构,将PCM(极化连续介质模型)反应场溶剂模型用于水相计算.结果显示,在气相和水相中,烯醇式的稳定性大于酮式.Path A的过渡态结构为平面四元环,而Path B的过渡态结构为平面六元环;Path B所需活化能较低,约为Path A所需活化能的1/2.