稠环芳烃系列化合物化学位移的计算——Ⅲ.稠环芳烃13C化学位移的加合性

本文在稠环芳烃质子化学位移及甲基稠环芳烃甲基质子化学位移加合性的基础上考虑到稠环芳烃分子中碳原子微环境的特点、π电子环流以及碳原子受到的范德华作用对¹³C化学位移的贡献机理,提出12种类型的六元碳环结构因素,并利用10个化合物的80个¹³C化学位移实验数据得出适合于稠环芳烃¹³C化学位移的普遍公式,按这一公式计算结果的标准误差为lppm,远小于现有的半经验量子力学方法的计算误差.说明稠环芳烃系列分子的¹³C化学位移也存在加合性规律.利用本计算方法可较准确地鉴别和预示已合成的稠环芳烃分子的¹³C化学位移值.本文计算了55个稠环芳烃分子的674个非等性的¹³C化学位移.     

自然丰度氮-15核磁共振的研究(Ⅰ)——哌啶衍生物中4-位取代基对15N化学位移的远程相互作用及其与13C化学位移的关系

测定了8个4-位取代的2,2,6,6-四甲基哌啶的自然丰度¹⁵N核磁共振谱及¹³C谱,发现4-位取代基对¹⁵N化学位移有一定的远程相互作用,¹³C化学位移与4-位卤素取代基的原子电负性有近似的线性关系。     

沸石分子筛催化剂的“限域”效应

沸石分子筛催化剂因其独特的酸性、规则的孔道结构和良好的水热及化学稳定性被广泛应用于石油化工、煤化工和精细化工等重要领域.沸石分子筛活性位点的数目和分布,以及孔结构效应是沸石分子筛催化科学研究中最根本的问题,直接影响催化反应历程和反应结果.几十年来,沸石分子筛催化研究多集中在对活性位点的基本认识和合成设计,而忽视了活性位点、反应分子和沸石分子筛孔道微环境之间的相互作用.受益于先进的化学分析表征技术和化学理论计算科学的发展,沸石分子筛催化剂孔道内的微环境研究引起了越来越多研究人员的重视.通过对相关文献的分析整理,本文从沸石分子筛结构"限域"理论的发展历程,对分子扩散、吸附和催化过程的影响及其应用拓展等几个方面讨论了沸石分子筛催化剂中的"限域"效应.     

双环戊二烯基二(芳氧基)钛、锆、铪衍生物的13C核磁共振谱

第Ⅳ副族金属的双环戊二烯基二卤化物及取代双环戊:二烯基二卤化物的¹³C NMR谱已有一些报道.但关于双环戊二烯基二(芳氧基)钛、锫、铪类型化合物的¹³C NMR谱则尚未见系统报道.我们研究其¹³C NMR谱,目的在于探讨第Ⅳ副族的不同金属以及芳环对位不同取代基对¹³C化学位移的影响.我们发现环戊二烯环的¹³C化学位移随金属周期数的增加而有规律地移向高场.同时,在钛、锆、铪三个系列的化合物中,不论是芳环还是环戊二烯环,其相应碳原子的¹³C化学位移之间存在着非常好的线性关系,相关系数等于或优于0.99.     

混合三烃基锡衍生物的研究(Ⅱ)─一丁基二环己基锡羧酸酯的合成、结构表征及生物活性

合成了21个混合三烃基锡羧酸酯。利用红外光谱、核磁共振谱(¹H,¹³C,¹¹⁹Sn)和质谱表征了化合物的结构。对取代苯甲酸酯化合物,锡原子的化学位移δ(¹¹⁹Sn)与苯环上取代基的Hammett常数有很好的线性关系。化合物的生物活性测定结果表明,它们具有高效杀螨活性。     

稳定同位素标记1,4-二氢吡啶类药剂的5,6-位及其取代基碳的合成

1,4-二氢吡啶结构是许多生物活性物以及药物分子的重要骨架,同时也是非常重要的有机合成中间体。当前并没有一种适用的方法用于¹³C标记1,4-二氢吡啶的合成.提供了一种¹³C标记1,4-二氢吡啶的合成方法以¹³C2-乙酸钠为标记原料,经磷酸酸化得到¹³C2-乙酸,羰基二咪唑酰化¹³C2-乙酸得到¹³C2-N-乙酰咪唑,随后在咪唑钠的作用下进行克莱森缩合反应获得1,2,3,4-¹³C4-乙酰乙酰咪唑的钠盐,经乙酸酸化得到1,2,3,4-¹³C4-乙酰乙酰咪唑,再通过与醇进行酯化得到1,2,3,4-¹³C4-乙酰乙酸酯,1,2,3,4-¹³C4-乙酰乙酸酯经氨基甲酸铵氨化得到1,2,3,4-¹³C4-3-氨基丁烯酸酯。随后采用Hantzsch改进法合成了5,6-位及其取代基碳标记的¹³C4-尼群地平、¹³C4-苯磺酸氨氯地平和¹³C4-马来酸氨氯地平.该方法操作简单,反应条件温和且产率高,为1,4-二氢吡啶的5,6-位及其取代基引入¹³C同位素标记合成提供了新的思路,满足中国仿制药物一致性评价的稳定同位素内标自主合成需求。     

柳林3#镜煤吡啶残煤大分子结构模型及分子模拟

对柳林3^#镜煤吡啶抽提残煤(LLR)进行了¹³C CP/MAS NMR和XPS分析,结合元素分析和工业分析,构建了其大分子模型。LLR结构中芳香部分以蒽为主,脂肪结构主要以脂肪侧链的形式存在,氧原子分别以醚键、羟基和羰基形式存在,氮原子以吡咯和吡啶的形式存在。运用¹³C NMR预测软件ACD/CNMR predictor计算了大分子结构模型的¹³C化学位移。与实验¹³C NMR谱图相比较,对LLR的大分子结构模型进行了修正,获得了¹³C NMR计算谱能和实验谱图吻合较好的大分子结构模型。采用分子模拟对LLR化学结构模型进行能量优化,结果表明,大分子结构的能量按其大小排序主要为范德华能、键扭转能、键角能与键伸缩能。芳环之间的平行排列在该结构模型中占有很小的比例。最后通过添加周期性边界条件得到该煤的密度为1.22 g/cm³。量子化学半经验方法(PM 3)模拟结构表明,脂肪侧链中的C-C键较长,因而活性较高;边缘碳原子带有较多的负电荷,易于发生氧化反应;芳香碳原子所带电荷较少,稳定性很高。     

13C固体核磁共振分析煤中含氧官能团的研究

采用 ¹³C交叉极化/魔角旋转-核磁共振（¹³C CP/MAS NMR）技术对四种煤进行分析，结合化学分析方法，考察了含氧官能团的分布规律，尤其是非活性醚键的含量。结果表明，¹³C CP/MAS NMR方法可以定量分析煤中部分含氧官能团，四种煤中羧基和羰基的含量分别为0.00~1.41和0.45~1.91 mol/kg；¹³C CP/MAS NMR与化学分析方法结合，可以定量解析煤中非活性醚键的含量，四种煤的醚键含量值为5.33~10.54 mol/kg，而活性醚键含量仅为0.04~0.13 mol/kg，煤中醚键的赋存状态以非活性醚键为主。     

Sn-Al-β分子筛酸性在葡萄糖转化反应中作用的固体NMR研究

制备了一系列具有不同酸性质的β分子筛催化剂, 通过固体核磁共振(NMR)探针分子技术对其酸性质进行了表征, 并考察了其催化葡萄糖转化为乙酰丙酸甲酯的性能. 吸附三甲基磷的³¹P NMR实验结果表明, 含有骨架Sn以及Al原子的Sn-Al-β催化剂同时具有Br?nsted与Lewis酸性. 通过2-¹³C-丙酮探针分子区分出 3种酸强度的Br?nsted酸位, 其中一种酸强度接近“超强酸”, 可能是由于空间邻近的Br?nsted酸位和Lewis酸位发生协同作用产生的. 葡萄糖转化为乙酰丙酸甲酯的催化反应结果表明, 相比于分别只含有Lewis酸位和Br?nsted酸位的Sn-β和Al-β样品以及两者的物理混合样品, Sn-Al-β分子筛催化剂具有高催化活性与产物选择性, 这主要是由于Br?nsted酸位和Lewis酸位的协同作用产生了强Br?nsted酸位, 这种强Br?nsted酸位进一步导致了更高的催化活性.     

碱处理对ZnZrOx/SAPO-34催化合成气一步法制低碳烯烃的影响

采用ZnZrO_x金属氧化物和SAPO-34分子筛物理混合制备了双功能催化剂,用于合成气一步法制低碳烯烃(STO)反应。考察了三乙胺、四甲基氢氧化铵和四乙基氢氧化铵三种有机碱溶液及不同浓度的三乙胺溶液处理对SAPO-34分子筛织构、结构和酸性的影响,采用XRD、SEM、N₂吸附-脱附、NH₃-TPD对分子筛进行了表征,并考察了碱处理后催化剂的STO反应性能。结果表明,采用0.06 mol/L的三种有机碱后处理均可在SAPO-34分子筛表面刻蚀出部分多级孔道,从而在STO反应中加速金属氧化物表面形成的中间过渡物种从金属氧化物表面扩散进入SAPO-34分子筛孔道,提高了催化剂在STO反应中CO的转化率,同时,三种碱处理均可降低SAPO-34分子筛的酸量及酸强度,从而提高催化剂在STO反应中低碳烯烃选择性;采用0.02-0.10 mol/L的三乙胺处理SAPO-34分子筛,均在SAPO-34分子筛表面刻蚀出的多级孔,提高了STO反应中CO的转化率,且0.02和0.06 mol/L的三乙胺溶液处理后的SAPO-34分子筛,酸强度和...     

上湾煤及其惰质组富集物的结构表征与模型构建

对神东上湾煤(SDR)及其岩相分离所得惰质组富集物(SDI)分别进行核磁(¹³C-NMR)、红外光谱(FT-IR)和X射线光电子能谱(XPS)表征,得到煤结构单元信息,与元素分析数据相结合构建了SDR和SDI的结构模型,用ACD/CNMR predictor软件计算结构模型的 ¹³C化学位移。结果表明,SDR芳香结构主要是缩合程度为2的萘,SDI主要是菲和萘,SDI较SDR结构芳香度较高,两个结构中氧主要以羰基氧和羟基氧的形式存在,氮主要以吡咯和吡啶形式存在,两个结构模型计算得到核磁谱图与实验谱图吻合较好,结构式分别为C₁₈₁H₁₃₆N₂O₂₄和C₁₈₆H₁₄₈N₂O₂₂。     

几种过渡金属离子与苏丹Ⅰ(1-苯基偶氮基-2-萘酚)形成配合物的13C核磁共振研究

目前用核磁共振测定配合物结构的报道很多,J。Blackburn等人曾用NMR做为研究电子施主-受主配合物结构的探针^[1],也有人曾用弛豫速率研究胰朊酶的钙键位置^[2]。但随过渡金属离子的逐渐加入形成配合物的NMR研究报道尚不多,本文利用苏丹Ⅰ与一些过渡金属离子形成配合物后¹³C化学位移的变化,并以红外光谱、紫外-可见光谱为佐证研究了这些配合物的结构,并用多种方法对苏丹Ⅰ骨架的¹³CNMR谱进行了归属,初步探讨了,苏丹Ⅰ分子¹³C屏蔽机理及化学位移与分子电子结构间的关系。     

左旋薄荷醇的不对称合成

以4-羟基-2-丁酮和异丙叉丙酮为起始原料,经羟醛缩合、不对称氢化、羰基还原、钌催化氢化等4步反应制得左旋薄荷醇。总产率为33%,非对映体过量de值达到93%。详细探讨了铜催化剂及其用量、手性配体的选择、反应溶剂和时间等因素对胡薄荷烯酮不对称氢化反应的影响。中间体及目标化合物均通过了¹H NMR、¹³C NMR和HRMS等技术手段的分析测定及结构表征。     

2,3-二氰基-2,3-二(p-X苯基)丁二酸二乙酯的分子构型和取代基电子效应对13C NMR谱的影响

测定了meso-和dl-2,3-二氰基-2,3-二(p-X苯基)丁二酸二乙酯(X=OCH₃,CH₃,H,Cl,NO₂)的¹³CNMR谱。结果表明,中心碳-碳键两端相连基团的各碳原子的化学位移值相同,与dl-异构体相比,所有相应meso-异构体的乙氧羰基¹³CNMR吸收峰均处于高场。苯环对位取代基的Hammett基团常数σ与氰基碳原子和乙氧羰基中的羰基碳及次甲基碳的化学位移间线性相关,而且meso-异构体比dl-异构体有更好的线性关系。     

过渡金属配合物的13C-NMR化学位移计算

基于X_α-SW法数值波函数,从微扰理论出发,计算了过渡金属配合物中CO、CS、CN和C₅H₅配体中的¹³C核磁共振顺磁化学位移σ_p及反磁性化学位移σ_d贡献.结果能反映实验趋势,并从电子结构及成键角度进行了讨论.     

FTIR研究不同硅铝比HZSM-5沸石的酸性质

用IR和NH₃-TPD测定了硅铝比为31.4～137.1的HZSM-5沸石样品的酸中心数;由Lang-muir吸附模型推导出B、L酸的吸附热公式,并由此计算了B酸的吸附热。发现在Al/u.c.为3.64附近,酸中心数与Al/u.c的关系发生了转折,并发现B酸吸附符合Langmuir模型,L酸强度不均匀而不符合该模型,测定了HZSM-5分子筛的B、L酸消光系数8_B=7.52×10⁵cm·mol^-1、8_L=1.09×10⁶cm·mol^-1。     

固相转晶合成含硼CF-2沸石过程中甲胺分子的状态变化

以¹³C MAS NMR与TG-DTG为主要手段,研究了多孔玻璃粉于蒸汽相中转变为含硼CF-2沸石过程中模板剂甲胺分子的状态变化.结果表明甲胺分子经历了三种状态变化:在反应初期,甲胺分子与多孔玻璃表面羟基形成弱相互作用;随着反应进行,一部分弱相互作用的甲胺分子转变为强相互作用的甲胺分子;强相互作用的甲胺分子与硅羟基、铝羟基、硼羟基共同形成CF-2沸石晶核,晶核长大成晶体,甲胺分子进入沸石孔道内,此时存在与多孔玻璃粉表面羟基弱相互作用、强相互作用以及处于沸石孔道内的三种甲胺分子.随着结晶度进一步升高,多孔玻璃表面弱相互作用与强相互作用的甲胺分子依次逐渐消失,最终全部进入CF-2沸石孔道内.孔道内有自由状态和质子化的甲胺分子.SEM照片从形貌上直观地表征了多孔玻璃向CF-2沸石的转变过程.     

基于石英纳米孔道的单颗粒尺寸分布分析

发展了一种基于石英纳米孔道的单颗粒电化学动态分析方法, 用于单个CdSe/ZnS量子点纳米颗粒的尺寸分布分析. 其机制是向石英纳米孔道两端施加电压, 表面带有正电荷的单个CdSe/ZnS量子点纳米颗粒在电场力驱动下由管内向管外运动, 当量子点纳米颗粒穿过纳米孔道尖端狭小的限域空间时, 其表面正电荷使石英纳米孔道内电荷密度增加, 孔道内的电化学限域效应进一步将电荷密度增加的信息放大并转变为可读的离子流增强信号. 通过对动态离子流信号解析可实时获取具有2种不同尺寸的量子点纳米颗粒所导致的2类过孔事件信息, 从而对在限域空间内运动的纳米颗粒进行尺寸分布分析.     

LiCl/NaY主客体复合材料的制备及其湿敏性质

利用热分散法将LiCl分散到NaY分子筛笼形孔道内制备了LiCl/NaY主客体湿敏材料,该材料保持了LiCl体相材料优良的湿敏特性,同时由于分子筛孔道的限域作用及LiCl盐与分子筛载体间的强离子键合作用,克服了LiCl体相材料的某些固有缺陷.分子筛结构对这种主客体材料有很大影响,具有笼形三维孔道结构的分子筛如NaY更适于作主体材料.二维孔道型的ZSM-5及一维直孔道的丝光沸石则效果差得多.     

新型铱配合物的合成

以氯桥二聚体(ppy)₂Ir(μ-Cl₂)Ir(ppy)₂为原料,在碱性条件下与辅助配体苯甲酰三氟丙酮反应,合成了一种新型的磷光铱配合物,产率超过87%,其结构经¹H NMR, ¹³C NMR, IR, MS和元素分析表征。