离子基碳——氧键断裂能量的研究（II）——负离子基的键能

合成了３个系列芳香类含碳－氧键的化合物，用循环伏安法测定了相关的氧化还原电势，通过热力学循环首次估测了负离子基的碳－氧键的断裂能量（ΔＨｃｌｅａｖ［Ｃ－Ｏ］＾－）。结果表明：得到１个电子形成负离子基可以活化碳－氧键。这与具有相同结构的正离子基的情况是一致的，但其活化程度略小。相关分析表明：ΔＨｃｌｅａｖ［Ｃ－Ｏ］＾－ｖｓ．（ΔＥｒｅｄ［Ｃ－Ｏ］＋ΔｐＫａ［ＨＡ］和ΔＨｃｌｅａｖ［Ｃ－Ｏ］＾＋ｖｓ．     

木质素模化物键离解能的理论研究

采用密度泛函理论B3P86方法,在6-31G(d,p)基组水平上,对木质素结构中的6种连接方式(β-O-4、α-O-4、4-O-5、β-1、α-1、5-5)的63个木质素模化物的醚键(C-O)和C-C键的键离解能E_B进行了理论计算研究。分析了不同取代基对键离解能的影响以及键长与键离解能的相关性。计算结果表明,C-O键的键离解能通常比C-C键的小,在各种醚键中C_α-O键的平均键离解能最小,为182.7 kJ/mol;其次是β-O-4连接中的C_β-O键,苯环和烷烃基上的取代基对醚键的键离解能有较强的弱化作用,C-O键的键长和键离解能的相关性较差。与C-O键相比,C-C键的键离解能受苯环上取代基的影响很小,而烷烃基上的取代基对C-C键的键离解能有较大的影响,C-C键的键离解能和键长之间存在较强的线性关系,C-C键的键长越长,其键离解能越小。     

取代基效应对褐煤模型化合物离解焓影响的理论研究

为了探究褐煤热解过程中氧桥键C-O均裂这一重要反应, 选取α-O-4和β-O-4类结构单元作为褐煤模型化合物, 运用不同密度泛函计算了部分模型化合物中C-O的离解焓, 并以CBS-QB3作为理论基准值进行比较, 最后选取M05-2X进行离解焓计算. 结果显示, 对于选定的α-O-4和β-O-4类模型化合物, 其平均离解焓分别为51.0 kcal/mol和66.1 kcal/mol. 周围取代环境能显著影响C-O离解焓, 芳环上存在给电子基团(OH, OCH₃和CH₃)能降低C-O离解焓, 而吸电子基团COOH则能增加其离解焓. 然后深层次分析了取代基效应对C-O离解焓的影响. 此外, 分子内氢键的形成对离解焓也有很大的影响. C-O的离解焓与其键长没有特定的相关性, 不能简单的通过C-O键长来预测其离解焓.     

α-V、Ⅵ主族正离子取代的甲苯和苯乙酮系列中碳-氢键均裂及异裂能量的研究

合成了α-位有第V、Ⅵ主族元素杂正离子取代基的甲苯系列（1）和苯乙酮系列（2）共11个Ylide前体化合物，用重迭指示剂法首次测定了其在二甲亚矾（DMSO）溶剂中的酸性解离常数PKa，同时结合碳负离子（即Ylide）氧化电位的测定，通过热力学循环估测了它们的气相均裂键能（BDE）．根据这些PKa和BDE数据，对16个Ylide前体化合物的C－H键的均裂能和异裂能进行了比较，并讨论了a-杂正离子取代基对相关的Ylide和类-Ylide自由基的热力学稳定性的影响及结构效应     

第五、六族元素的有机化合物在有机合成中应用的研究——ⅩⅤ.含氟膦叶立德的质谱研究

本文报道11个含氟膦叶立德的电子轰击(EI)质谱和化学电离(CI)正、负离子质谱。前者的断裂机理和一般膦叶立德相似,形成一系列骨架重排离子,而后者只出现(C₆H₅)₂离子。在1～11的CI正离子质谱中,基峰均为[M+H]⁺,在7～11中还观察到氧重排离子m/β279。CI负离子质谱出现稳定的[M-·C₆H₅]^-离子,化合物7～11的正、负离子质谱都出现特征的炔离子和炔基正离子。     

过渡金属催化的硅烷基C(sp3)–H键活化

有机硅化合物在有机合成、材料化学和药物化学中都有广泛应用.因此,其自身的合成方法学在近年来广受关注.从原子经济性的角度出发,选择性的C(sp³)–H键切断是一种高效经济的合成策略.硅烷基单元在有机化合物中广泛存在,通过对硅烷基中的C(sp³)–H键直接官能团化来合成新的有机硅化合物是一种十分有前景的合成方法.近年来,过渡金属催化的C(sp³)–H键活化成为有机合成研究的热点领域.与肟基、唑啉、吡啶基、酰胺基、羧酸酯基等官能团或是与氧、氮或硫等杂原子相连的C(sp³)–H键的活化研究已有许多报道,但是与硅相邻的C(sp³)–H键活化研究报道很少.本文综述了近年来过渡金属催化的硅烷基C(sp³)–H键切断的研究进展.     

胆固醇基键合相-反相高效液相色谱法测定正辛醇/水分配系数

通过反相高效液相色谱法系统地考察了中性和弱酸性化合物在新型胆固醇基键合相色谱柱（Cholester柱）上的保留行为。以甲醇和乙腈为有机调节剂,建立了保留因子（k）与有机调节剂比例（φ）间的关系,并外推获取100%水相为流动相时的log k_w;同时进一步建立并验证了不同流动相下正辛醇/水分配系数的对数（log K_ow）和log k_φ（log k_w）间的模型,并预测了部分化合物的log K_ow。结果表明,使用Cholester柱测定log K_ow时,甲醇比乙腈更适合作为有机调节剂;对中性化合物和中性状态的酸性化合物,可以用任意甲醇比例下获取的log k_φ预测log K_ow;对存在离解的酸性化合物,依然用外推方式获取的log k_w预测log K_ow。将采用Cholester柱与文献中采用C₁₈柱、C₈柱建立的log K_ow-log k_φ模型进行对比,结果表明化合物与胆固醇基键合相存在特别的作用。     

三甲基硅基(TMS)化学:C(sp3)-Si键的催化活化

三甲基硅基（TMS）广泛存在于有机化合物中,并且在有机合成中有重要的应用。硅杂环化合物因其独特的理化性质而被广泛地应用于有机合成化学、材料化学和药物化学中。因此,将含有TMS基团的化合物直接用于硅杂环化合物合成的研究具有重要的意义。在有机合成化学中,碳硅键的切断是一个非常重要的过程。通过化学计量的有机镁或有机锂等有机金属试剂对C（sp³）-Si键进行切断是碳硅键活化的经典方法,然而该方法的反应条件苛刻,应用有限。过渡金属催化的反应能够在较温和的条件下实现C（sp³）-Si键的切断,这为进一步官能团化C（sp³）-Si键提供了一种新方向,同时也是一种高效构建硅杂环化合物的新方法。目前过渡金属催化活化C（sp³）-Si键的研究主要集中在具有张力环或一些具有特定结构的底物中,对于催化活化惰性C（sp³）-Si键的研究仍然是一个具有挑战性的课题。本文结合本课题组的工作综述了近年来过渡金属催化的TMS中C（sp³）-Si键的方法。     

N-亚硝基吲哚系列化合物及其自由基负离子在乙腈介质中N—NO键断裂能的测定

利用滴定量热技术并结合适当的热力学循环测定了乙腈溶液中7个取代的N-亚硝基吲哚化合物中N—NO键的异裂能和均裂能, 能量范围分别为206.1~246.2 kJ/mol和119.1~124.6 kJ/mol. 表明N-亚硝基吲哚均裂释放NO自由基(NO·)比异裂释放NO正离子(NO+)要容易得多, 通过热力学循环得到的相应自由基负离子中N—NO键的异裂能和均裂能的能量范围分别为25.5~34.4和5.0~40.5 kJ/mol, 表明所研究化合物的自由基负离子在室温下很不稳定.     

1,2-双(四甲基环戊二烯基)四甲基二硅烷与六碳基钼的反应

1,2-双(四甲基环戊二烯基)四甲基二硅烷与正丁基锂作用生成(四甲基二硅撑)双(四甲基环戊二烯基负离子盐),后者随即与六碳基钼反应形成1,1'-(四甲基二硅撑)双(四甲基环戊二烯基铝负离子盐)-(Me₂SiSiMe₂)[Me₄CpMo(CO)₃-Li⁺]₂(I),I与冰醋酸作用,随即分别与CCl₄,NBS及I₂反应,生成相应的铝卤化合物(Me₂SiSiMe₂)[Me₄CpMo(CO)₃X]₂[X=Cl(1),Br(2),I(3)].I与CH₃I反应,在钼原子上发生烃基化,得到产物(Me₂SiSiMe₂)[Me₄CpMo(CO)₃Me]₂(4);I与单质I₂直接反应,生成脱硅桥产物Me₄Cp(CO)>₃I(5).经元素分析、IR及¹HNMR表征了化合物1-5的结构。     

卤代甲烷的键离解能与取代基效应

将芳环上取代基的电子效应参数引入卤代甲烷, 以卤代甲烷分子Y-CH_nX_{3－n (n＝0～3; Y＝H, F, Cl, Br, I; X＝F, Cl, Br, I)中Y-C键的标准键焓 与中心C原子相键连原子的场/诱导效应之和ΣFi、共轭效应之和ΣRi以及诱导偶极之和Σ(α×F)为参数, 建立了一个定量估算卤代甲烷分子中Y-C键离解能(BDE)的通用模型, BDE(Y-C)＝57.5460＋0.8855 －101.0780ΣRi－64.8390ΣFi－10.1034Σ(α×F). 对35个C-H, C-F, C-Cl, C-Br和C-I键回归分析结果表明, 估算Y-C键离解能的精度在实验误差范围内. 对外部数据集的预测结果表明, 该模型具有较高的预测精度, 可用于预测还没被实验测定的卤甲烷中Y-C键离解能. 还对卤代甲烷中104个C-Y键的键离解能进行了预测. 将芳环上取代基效应用于研究饱和体系化学键性能, 有利于深入理解取代基效应对化学键性能的影响.}     

ⅥB族金属叁键有机化合物的研究进展

本文对一类重要的ⅥB族金属叁键化合物R_2M_2(CO)_4(R为环戊二烯基及类环戊二烯基)近年来的研究成果进行了综述,综述重点是这类化合物的官能团M≡M参键的化学活性,全文包括R_2M_2(CO)_4的合成及结构,M≡M叁键与亲核试剂、与碳-碳重键,与氧或与金属羰基物等试剂的反应及其应用。     

全氟烷基磺酸酯C-O键断裂的同面SN2反应

用密度泛函理论研究了CF3SO3CF2CF3 F^-的碳氧键断裂反应的机理。首先，用DFT方法优化了反应物、中间体、过渡态、产物的平衡构型，分析了碳氧键断裂反应的势能面变化，发现在SN2反应机理中，除了S-O断裂SN2反应外，引起C-O键断裂的同面进攻也是一个可能的反应途径。理论计算表明，最终反应的产物是受热力学控制的，S-O键的断裂绝对地优于C-O的断裂。因此，C-O断裂的同面机理虽然是可能的，但却难以被实验观察到，本文还讨论了端基-CF3在同面SN2反应中的邻位效应，以及基组对这个效应的影响。     

铂钌团簇及电荷对甲醇活性的理论研究

采用密度泛函理论(DFT)对钌掺杂的铂团簇阳离子([Pt_nRu_m]⁺, m + n = 3, n ≥ 1)活化甲醇C―H和O―H键反应进行了理论研究;探讨了电荷对[Pt_nRu_m]团簇反应活性的影响。电荷分析表明:(1) [Pt₃]⁺团簇中正电荷在三个Pt原子上均匀分布;掺杂Ru原子后,正电荷主要分布在Ru原子上; (2)首先活化C―H键时[Pt_nRu_m]⁺的反应活性比[Pt_nRu_m]明显提高;首先活化O―H键时只有[Pt₃]⁺比[Pt₃]团簇的反应活性有明显提高。本研究可为金属团簇调控的C―H键和O―H键的活化提供更深入的理解。     

8-或6-(3-氯苯甲酰)香豆素衍生物的合成、表征、生物活性及与牛血清白蛋白的相互作用

合成了2个新化合物7-羟基-8-(3-氯苯甲酰基)-4-甲基香豆素(1)和7-羟基-6-(3-氯苯甲酰基)-4-甲基香豆素(2). X射线单晶衍射分析表明, 2个化合物的晶体同属于单斜晶系, P2₁/c空间群, 化合物1: a=1.21527(14) nm, b=1.01550(12) nm, c=1.5045(2) nm, β=112.377(2)°, V=1.7169(4) nm³, D_c=1.396 g/cm³, Z=4, F(000)=752, R₁=0.0415, wR₂=0.0981[I>2σ(I)], S=1.063; 化合物2: a=2.0168(2) nm, b=0.76229(12) nm, c=2.25497(17) nm, β=123.987(6)° , V=0.8745(6) nm³, D_c=1.454 g/cm³, Z=8, F(000)=1296, R₁=0.0604, wR₂=0.1384[I>2σ(I)], S=0.948. 抗菌实验结果表明, 2个化合物对大肠杆菌(E. coli)、 枯草杆菌(B. subtilis)和金色葡萄球菌(S. aureus) 均有中等程度的抑制作用; 体外抗氧化实验结果表明, 2个化合物对超氧阴离子自由基(O₂^-·)、 羟基自由基(·OH)和二苯代苦味肼基自由基(DPPH·)均有良好的清除能力. 采用荧光光谱法研究了不同温度下2个化合物与牛血清白蛋白(BSA)的相互作用, 结果表明, 2个化合物对BSA 的荧光猝灭均属于静态猝灭; 热力学数据表明, 化合物1(ΔH>0, ΔS>0, ΔG<0)与BSA主要以疏水作用力相结合, 化合物2(ΔH<0, ΔS<0, ΔG<0)与BSA主要以氢键或范德华力相结合; BSA与化合物1和化合物2间的距离分别为2.59和2.38 nm, 说明2个化合物与BSA 之间可能发生了非辐射能量转移.     

硅桥连双(三甲硅基环戊二烯基)钛化合物的合成及脱硅基反应

硅桥连双(三甲硅基环戊二烯基)双锂盐与TiCl₄·2THF反应,生成相应的钛化合物[E(C₅H₃SiMe₃)₂]TiCl₂[E=Me₂SiSiMe₂(3),Me₂SiOSiMe₂(5)],同时还分离到了脱一个三甲硅基的产物[E(C₅H₄)(C₅H₃SiMe₃)]TiCl₂[E=Me₂SiSiMe₂(4),Me₂SiOSiMe₂(6)].其中四甲基二硅氧桥连配体更容易发生这种脱硅基反应.通过元素分析、MS和¹HNMR谱表征了化合物3-6的分子结构.     

S-亚硝基-N-乙酰基-D,L-青霉胺二肽分子中S—NO键断裂能的测定

利用滴定量热技术并结合适当的热力学循环测定了乙腈溶液中7个S-亚硝基-N-乙酰基-D,L-青霉胺二肽化合物中S—NO键的异裂能和均裂能, 其能量范围分别为234.5—246.2 kJ/mol和101.6—122.1 kJ/mol. 结果表明, 所研究的亚硝基硫醇化合物更容易通过S—NO键的均裂释放NO自由基(NO·). 通过热力学循环对7个亚硝基硫醇化合物自由基负离子中S—NO键的异裂能和均裂能进行估算, 能量范围分别为19.2—35.5 kJ/mol和-4.2—22.6 kJ/mol, 表明这些自由基负离子在室温下不稳定, 容易通过S—NO键的异裂释放出NO-.     

四甲基二硅桥联茚基环戊二烯基四羰基二铁的合成、结构及热重排反应

ClMe₂SiSiMe₂Cl顺序与茚基锂和环戊二烯基锂作用,生成(1-C₉H₇)Me₂SiSiMe₂C₅H₅.后者进一步与五羰基铁反应,得到硅硅桥联茚基环戊二烯基化合物[η⁵,η⁵-(1-C₉H₆)Me₂SiSiMe₂C₅H₄]Fe₂(CO)₄ (2).化合物2在加热条件下发生重排反应,给出硅硅键和铁铁键复分解产物([-)Me₂Si(η⁵-1-C₉H₆)Fe(CO)₂SiMe2(η⁵-C₅H₄)Fe(CO)₂(]-) (3).利用X射线衍射法,测定了2和3的分子结构.     

α—V,Ⅵ放族正离子取代的甲苯和苯乙酮系列中碳—氢键均裂…

合成了α－位有第ⅤⅥ主族元素杂正离子取代基的甲苯系列（１）和苯乙酮系列（２）共１１个Ｙｌｉｄｅ前体化合物，用重迭指示剂法首次测定了其在二甲亚砜（ＤＭＳＯ）溶剂中的酸性解离常数ｐＫ，同时结合碳负离子（即Ｙｌｉｄｅ）氧化电位的测定，通过热力学循环估测了它们的气相均裂键能（ＢＤＥ）根据这些ｐＫａ和ＢＤＥ数据，对１６个Ｙｌｉｄｅ前体化合物Ｃ－键的均裂能和异裂能进行了（ＢＤＥ），根据这些ｐＫａ和ＢＤＥ数据，     

键合硅胶固定相表面上α-环氧基的测定及硅胶键合反应研究

γ-环氧丙氧丙基三甲氧基硅烷与多孔微粒硅胶键合,生成末端带有α-环氧基活性功能团的键合硅胶(Epoxy-activated Silica Gel,ESG)。ESG是进一步合成色谱固定相的重要中间体,用带有氨基、羟基官能团等亲核试剂进行开环,能合成多种疏水色谱