碳碳不饱和键氟化加成反应的研究进展

选择性地向有机物中引入氟原子越来越受到重视，近年来通过碳碳不饱和键的 氟化加成来引入氟原子发展迅速。综述了碳碳不饱和键氟化加成反应的研究进展。     

运用等键反应能估算自由基和正碳离子的相对稳定性

自由基和正碳离子是化学反应中的活性中间体 ,它们的相对稳定性与其结构有密切关系。例如 ,烷基自由基、烷基正碳离子的稳定性顺序为3°>2°>1°。对于前者 ,一般是从 R- H键的离解能( D值 )进行推断的结果 ,D值越高 ,自由基越不稳定。而正碳离子的稳定性则与其生成热有关。生成热越大 ,正碳离子越不稳定。这就是人们判断上述活性中间体相对稳定性的一般方法 [1] 。那么 ,我们能否用一种统一的方法来评价自由基和正碳离子的相对稳定性呢 ?近年来 ,在物质的结构和性能关系研究方面 ,出现了一个很有应用价值的新概念——“等键反应能”( Iso…     

基于环己酮氧化脱氢构建碳-碳与碳-杂键

环己酮是一种廉价易得的大宗有机化工产品,被广泛用作有机合成反应的原料和中间体。脱氢芳构化是合成功能化芳烃的有效途径,使用环己酮作为反应底物,经过亲核加成、脱水和催化脱氢可以将非芳香的有机分子转化为芳香化合物。与传统的芳基化反应相比,该策略避免了苛刻的反应条件和含卤化合物的生产,克服了化学和区域选择性难以控制的难题,为功能化芳烃的合成提供了一条温和、环保的途径。本文就近年来以环己酮为原料,进行氧化脱氢、直接构建碳-碳和碳-杂键,及通过碳-杂键的形成合成杂环化合物的研究现状进行介绍。     

自由基化学促进的饱和碳碳单键转化研究进展

高效的碳碳键转化策略可为清洁能源和循环经济带来革新.在过去的几十年里,关于化学活性相对较高的碳碳重键的转化研究取得了较大的发展,然而,对于化学惰性较高的碳碳单键的转化研究却进展缓慢.本综述从有机自由基化学角度,概述了该领域的研究进展,旨在让感兴趣的学者迅速了解该领域.重点介绍了醇醚、胺、芳基烷烃以及饱和烷烃四类化合物中...     

碳-碳键引发剂23-二氰基-23-二苯基丁二酸二异丁酯的合成、结构及引发性能研究

合成了具有较大空间位阻的碳-碳键型引发剂23-二氰基-23-二苯基丁二酸二异丁酯,测定了其分子结构,其中心碳-碳键长达0.1592nm.对其引发甲基丙烯酸甲酯进行自由基聚合的研究结果表明,聚合物分子量随反应时间的延长而逐步增大,而聚合物分子量分布则逐渐变小.聚合反应按照自由基“活性”聚合反应历程进行.     

铜催化的烯丙醇自由基胺化/1,2-碳迁移串联反应:一步构建含α-季碳中心的β-胺基酮（英文）

烯丙醇类化合物是非常重要的有机合成砌块.近年来,自由基或阳离子对烯丙醇类化合物的加成引发的1,2-碳迁移反应迅速发展,被认为是合成含α-季碳中心的β-羰基化合物最有效的策略之一.目前,烯丙醇的官能团化/1,2-碳迁移反应取得了很好的成果,各种官能团化反应,比如卤化、三氟甲基化、硫化、膦化和芳基化等,已经顺利实现.但是,烯丙醇类化合物的胺化/1,2-碳迁移串联反应研究较少.这可能是由于竞争的亲核胺化反应存在导致的.因此,发展烯丙醇类化合物的胺化串联反应值得期待.我们及其他课题组以N-氟代双苯磺酰亚胺(NFSI)作为有效的自由基氮源,实现了烯烃或炔烃的自由基胺化官能团化反应.研究表明,在铜催化温和条件下即可生成金属稳定的氮中心自由基物种.据此,我们认为,在温和条件下有效产生氮中心自由基是实现烯丙醇自由基胺化/1,2-碳迁移串联反应的关键.在前期工作基础上,本文利用NFSI及其衍生物作为有效的自由基胺化试剂,实现了铜催化烯丙醇类化合物的自由基胺化/1,2-碳迁移串联反应,直接构建重要的含α-季碳中心的β-胺基酮骨架.本文合成了24个不同官能团取代的β-胺基酮衍生物.反应中芳环上取代基的电子效应和空间效应表现并不明显.当芳基对位连有卤素、烷氧基、芳基、烷基时,或者邻位和间位甲基取代的1-(1-芳基烯基)环丁醇均可以与NFSI顺利反应,以中等至较高的产率得到相应的含α-季碳中心的β-胺基酮.氧杂环丁醇、取代的环丁醇类化合物,5元、6元及非环状的苯基烯丙醇类化合物均适用于该反应,生成相应的目标化合物.同时,我们也扩展了胺化试剂的范围,除NFSI衍生物外,单取代的NFHSO2Ph类型氮源也可以有效发生自由基胺化/1,2-碳迁移串联反应,生成目标产物.另外,扩大反应物的量至5 mmol,反应不受影响,仍能以90%的产率生成β-胺基酮衍生物.最后,通过控制实验捕捉到反应中生成的苄基自由基中间体,表明该反应经历氮中心自由基对烯丙醇烯烃双键的区域选择性加成引发的1,2-碳迁移串联反应.总之,本文以N-F试剂作为自由基胺化试剂,利用铜催化体系发展了烯丙醇类化合物的自由基胺化/1,2-碳迁移串联反应,一步合成了重要的β-胺基酮类化合物.该反应条件温和,底物适用范围宽泛,官能团兼容性较好,合成了一系列链状、环状及螺环的含有α-季碳中心的β-胺基酮衍生物.据我们所知,这是首例将NHFSO_2Ph类型N-F试剂作为自由基氮源的反应.     

气相中原子分子成簇动力学 II.碳簇形成动力学

在前文所提出了成簇动力学模型的基础上，对碳的成簇过程进行了模拟，结果表明碳簇的形成是一个任意加成的过程，随团簇尺寸增加，加成反应速度减慢，原子数目约为２０－４８中等碳簇具有异常大的反应速率常数，显示了它们具有最多的碳簇过缘原子，可能为尚未封口的碗型结构，团簇形成过程中，还发生解离反应，其中小团簇的解离过程更为重要，在综合考虑各种因素之后，成功地模拟出与实验结果一致的团簇分布，对不同反应常数的分析则     

气相中原子分子成簇动力学Ⅱ.碳簇形成动力学

在前文所提出的成簇动力学模型的基础上，对碳的成簇过程进行了模拟，结果表明碳簇的形成是一个任意加成的过程．随团簇尺寸增加，加成反应速度减慢．原子数目约为20－48的中等碳簇具有异常大的反应速率常数，显示了它们具有最多的碳簇边缘原子；可能为尚未封口的碗型结构．团簇形成过程中，还发生解离反应，其中小团簇的解离过程更为重要．在综合考虑各种因素之后，成功地模拟出了与实验结果一致的团簇分布．对不同反应常数的分析则揭示出团簇几何构型方面的特点．     

烯烃加成反应活性与烷基极化效应的关系

烯烃的自由基加成和亲电加成速率受不同的因素控制.对于仅仅含烷基取代的简单烯烃:(1)与OH自由基加成速率-log kOH可由π键上烷基极化效应指数的几何平均值GMPEIπ关联:-log kOH=a bGMPEIπ c(GMPEIπ)2; (2)与亲电试剂加成速率log k可由π键两端碳原子所连基团极化效应指数PEI(L)和PEI(S)关联:log k=a bPEI(L) cPEI(S),其中的PEI(L)和PEI(S)分别表示极化效应较大和较小的一端.     

On the Scaling Study for the A_f-A_g Type Free Radical Polymerization

根据Ａｆ－Ａｇ自由基加聚反应的数量分布函数，导出凝胶点附近的渐进分布函数和高分子矩的表示式．进一步应用标度变换，得到了描述溶胶－凝胶相变的广义标度律，从而揭示了Ａｆ－Ａｇ自由基加聚的固化反应是一个相变过程．     

环已二烯与丙烯加成反应的正则速率常数

采用从头算ＵＨＦ方法在６－３１Ｇ基组上研究了１，３－环己二烯与丙烯的加成反应所有可能的反应通道，优化得到了反应途径的所有驻点的几何构型。该反应可按分步和协同过程进行，分步过程的通道是能量最为有利的反应途径。对于分步过程形成ｅｘｏｘ和ｅｎｄｏ产物各存在两类分步加成机理，即“由丙烯双键端位碳先进攻环己二烯”机理和“由丙烯中心碳原子先进攻环己二烯”机理，共四条反应通道，它们均为途径一双自由基中间体的分步     

多晶铑表面上碳氧共存体系的研究

用紫外光电子能谱（ＵＰＳ）和俄歇电子能谱（ＡＥＳ）对碳氧共存的多晶铑表面及ＣＯ、Ｏ_２、Ｃ_２Ｈ_４在该表面上的吸附进行了研究，发现铑表面上共存的表面碳和表面氧存在相互作用，由于表面氧的存在，外来吸附物如ＣＯ、Ｏ_２、Ｃ_２Ｈ_４等可以覆盖在表面碳上面，使表面碳占据表面位抑制其它物种吸附的屏蔽效应消失。该表面具有氧化性，可以把吸附的乙烯氧化。     

光催化氧化还原体系中硝酮与芳香叔胺的自由基偶联反应

通过氮α-位碳自由基构造氮α-位碳-碳键是合成含氮有机化合物的重要方法. 近期, 利用可见光催化氧化芳香叔胺—氮α-位去质子化形成氮α-位碳自由基的原理发展了一系列新颖的自由基加成(偶联)反应, 成为氮α-位碳自由基化学发展的重要方向. 本文应用Ir-催化剂, 实现了光催化氧化还原体系中硝酮与芳香叔胺的自由基偶联反应, 高效地合成β-氨基羟胺化合物. 该反应条件温和、操作简单, 具有较高的原子经济性, 且对于各种链状、环状以及手性硝酮都具有良好的适用性, 产物可方便地转化为重要的邻二胺化合物.     

碳笼烯C32和碳笼烷C32H32的量子化学研究

用量子化学计算方法ＭＮＤＯ和ＡＭ１研究了具有Ｏｈ对称性的碳笼烯Ｃ３２和碳笼烷Ｃ３２Ｈ３２的几何结构和电子结构及其稳定性，ＡＭ１水平下，评论Ｃ３２的基态性质和分子振动。     

联烯的自由基反应

联烯是含有1,2-丙二烯官能团的重要化合物,具有很高的反应活性.概述了联烯及其衍生物的自由基反应,包括分子间自由基链加成和分子间-分子内自由基串联加成反应,及其在天然产物中的应用.联烯进行分子间自由基链加成反应时,自由基对联烯的加成既可发生在中间碳原子上,也可发生在末端碳原子上,主要取于所形成中间体的稳定性,空间效应、电负性和溶剂等因素也有影响.一般以碳为中心的自由基(如CH3·,CCl3·等)易进攻末端碳原子,而以杂原子为中心的自由基(如Br·,RS·,ArSO2·等)易进攻联烯的中心碳原子.联烯及其衍生物也易与烯烃、联烯、烯炔和乙烯酮进行[2 2]环加成反应,还可以与卡宾环丙烷化,这些反应都是通过自由基机理进行的.     

碳碳相关谱测定泽泻萜醇F的结构

从泽泻中分离出新化合物泽泻萜醇F，采用二维核磁共振碳相关技术研究了该化合物的骨架结构。结合碳碳相关谱及远程碳氢相关谱等其它二维核磁共振技术，分析了该化合物的常规氢谱和碳谱，并准确归属了质子和碳核的化学位移。     

碳-碳重键的新合成方法学研究

本研究工作包括下列8方面:(1)一种不同于Wittig反应的新的烯化方法,含氟β-酮基磷盐在有机合成中的应用。(2)"一锅"法的碳-碳双键形成反应。(3)一种新的叶立德阴离子的形成方法。(4)消去三苯基胂形成碳-碳双键的合成方法学。(5)立体选择性地控制合成(Z)或(E)-碳-碳双键化合物的新方法。(6)亲核试剂对全氟酰基膦酸酯进攻为基础的新合成方法学。(7)还原烯化反应的合成方法学。(8)含氟碳-碳叁键的合成方法学。     

碳/碳复合材料碳源化合物乙苯热裂解机理的热力学研究

主要采用Gaussian 03程序中的密度泛函理论(DFT),在UB3LYP/6-31G*水平上对碳材料用碳源化合物乙苯的初期热裂解反应机理进行了研究.对反应物和产物的结构进行了能量梯度法全优化,计算了不同温度下(298～1573 K)的热力学参数.结果表明:在298～1573 K下,热力学首先支持生成甲苯自由基和甲基自由基的反应为主反应路径.低温下,生成苯乙基自由基(α位脱氢)的反应比例大于生成苯基自由基的反应,而高温下(823 K),生成苯基自由基的反应比例大于苯乙基自由基(α位脱氢)的反应.     

腐植酸与碳酰胺接枝改性的研究

研究了褐煤及降解的风化煤腐植酸与碳酰胺（ＣＡ）－甲醛（Ｆ）体系的接枝聚合。考察了影响反应的主要因素。接枝产物（ＨＡ－ＣＡ）的红外，ＴＧ，ＤＴＡ表征，和对膨润土吸附性能及Ｚｅｔａ电位的影响，揭示了ＨＡ接枝碳酰胺的改性具有良好的应用前景。     

生物碳质吸附剂对水中有机污染物的吸附作用及机理

以松针为生物质代表,通过控制不同炭化温度（100～700℃）,制备了一系列生物碳质吸附剂,表征了其结构和表面特征;以4-硝基甲苯为目标,探讨吸附剂在水中对有机污染物的吸附性能、机理及与其结构特征之间的定量关系,为制备经济高效吸附剂和预测其吸附性能与机制提供理论依据．结果表明,生物碳质吸附剂的芳香性随炭化温度的升高而急剧增加、极性指数（（N＋O）/C）则急剧降低,逐渐从“软碳质”过渡到“硬碳质”,同时其比表面积则迅速增大．生物碳质吸附剂对水中4-硝基甲苯具有强的吸附能力,等温吸附曲线符合Freundlich方程,N指数和1gKf与其芳香性呈良好的线性关系．定量描述了分配作用与表面吸附对生物碳质总的吸附作用的贡献．表面吸附的贡献量随炭化温度升高而迅速增大,表面饱和吸附量与吸附剂的比表面积呈良好的线性正关系;硬碳质吸附剂的最大表面吸附量（Qmax,SA）与理论计算值（2．45μmol／m^2）相当,而软碳质吸附剂的Qmax．SA值则高于理论值．生物碳质的分配作用（Kom）取决于分配介质与有机污染物的“匹配性”和“有效性”,Kom值随（N＋O）/C降低呈现先升高后降低的趋势．