含杂环并具有高自旋基态的双自由基体系的理论设计

以—·N—O—为自旋中心(SC),间苯为铁磁耦合单元(FC),苯、吡啶、哒嗪、嘧啶、吡嗪、三嗪为端基(EG),设计一系列新型稳定高自旋分子.另外以—·N—O—为SC,苯、吡啶、哒嗪、嘧啶、吡嗪、三嗪为FC,苯为EG,又设计另一系列新型稳定高自旋分子,并通过AM1—CI方法计算,研究了不同杂环作为端基或耦合单元对高自旋分子自旋多重度稳定性的影响.     

以杂环为铁磁耦合单元的双中心双自由基高自旋有机分子的理论设计

利用－·N－S－为自旋中心（SC），苯为端基（EG），苯、吡啶、哒嗪、嘧啶 、吡嗪、三嗪为耦合单元（FC），设计三种不同排列方式的新型稳定高自旋分子。 由于自旋密度在杂环（FC）和－·N－S－（SC）组成的体系中自由基双中心的部分 离域，导致－·N-S－自由基的特殊稳定性。三种不同的排列方式中，其三重态的 稳定性随主要SC（－N－）原子间距离的增大而降低。从三个系统八个体系三重态 的稳定性来看，FC上的杂原子位于取代基的间位能提高体系的铁磁耦合作用，而位 于邻位和对位则不利于铁磁耦合作用。     

基于氮杂环卡宾的多齿C,N-配体过渡金属化合物的合成与应用

综述了基于氮杂环卡宾的多齿C,N-配体过渡金属化合物的合成与应用研究的最新进展,结合本课题组的工作介绍了含有吡啶、嘧啶、吡唑、萘啶、哒嗪、三唑和邻菲罗啉等氮杂环基团的氮杂环卡宾过渡金属化合物在有机合成中的应用.     

构型与构象对苯双自由基体系基态自旋多重度及其稳定性的影响

利用AM1-CI方法计算了构象对邻、间、对二取代苯双自由基体系基态自旋多重度及其稳定性的影响. 结果表明单 - 三重态能量差(△ES－T)和部分占据分子轨道的能量劈裂(△EPOMO)随自由基与苯环间的二面角而变化. 当二面角接近90°时, 分子具有平面或近平面构象时强的铁磁或反铁磁耦合单元, 由于具有近简并的高自旋和低自旋基态, 而变成弱的反铁磁或铁磁耦合单元. 由此提出为获得具有稳定高自旋基态的高自旋分子, 实验上应尽量避免选用强烈扭曲的邻、对苯分子构象.     

联吖叮氮氧自由基体系及其衍生物NLO性质的密度泛函理论研究

以实验合成的联吖叮氮氧自由基分子为母体, 设计了7个自由基分子. 采用密度泛函理论(DFT) UB3LYP/6-31g(d,p)方法对这些自由基分子不同自旋态的稳定性和非线性光学(NLO)系数进行计算. 结果表明, 联吖叮氮氧自由基分子及其衍生物三重态为稳定基态, 符合自旋极化规则. 引入给吸电子取代基使自由基体系的极化率αs与二阶超极化率γs值有所增大, 且基团的给吸电子能力越强, αs和γs值增加越明显; 对于一阶超极化率βtot, 自由基体系处于单重态时, 取代基的影响较大. 所有自由基分子三重态的NLO系数都小于单重态, 表明可以通过控制体系的自旋多重度来调节体系的NLO性质.     

对嘧啶的邻、间、对位双自由基体系的自旋耦合规律的研究

采用量子化学abinitio法和密度泛函方法对不同取代位置的嘧啶自旋耦合规律进行研究 .两种方法比较 ,用UHF方法计算导致自旋污染严重 ,而用UB3LYP方法计算 ,自旋污染则减少了许多 .计算结果得到了双自由基之间磁性耦合的拓扑规则 :共轭体系中 ,两个自由基之间以偶数个碳 (或氮 )原子耦合 ,则有效交换积分Jij<0 ,体系具有低自旋基态 ,表现为反铁磁耦合 ;两个自由基之间以奇数个碳 (或氮 )原子耦合 ,则有效交换积分Jij>0 ,体系具有高自旋基态 ,表现为铁磁耦合 .自由基性质和铁磁耦合单元的不同位置对自旋耦合的影响较大 ,这些结论为有机磁性材料的分子设计与实验合成提供了理论依据 .     

构象对同位乙烯双自由基体系基态自旋多重度及其稳定性影响的理论研究

用DFT,CASSCF和QCISD(T)方法6-31G^*基组计算了构象对同位二取代乙烯双自由基体系基态自旋多重度及其稳定性的影响.结果表明,用DFT或CASSCF方法计算的单、三重态的能量差随自由基与乙烯间的二面角增加成不规则变化;用QCISD(T)方法计算的单、三重态的能量差随二面角的增加而逐渐降低,并呈规律性变化,说明QCISD(T)方法用于计算分子的磁性是可信的.对于同位二取代乙烯双自由基体系,无论双自由基旋转,还是单自由基旋转,高自旋基态稳定性随自由基与乙烯间二面角的增加而降低,只是降低的幅度不同,当二面角接近90°时,同位乙烯由具有平面或近似平面构象时强的铁磁耦合单元变成接近垂直平面构象时弱的反铁磁耦合单元或弱的铁磁耦合单元.     

含1,2,3-苯并三氮唑及嘧啶衍生物醚类化合物的合成及除草活性

嘧啶氧醚类化合物是一类新型除草剂,对其进行结构修饰以寻求具有更高活性的先导化合物是当前乙酰乳酸合成酶(ALS)类除草剂研究中的一大热点.近年来对嘧啶氧醚类化合物修饰主要集中在苯环部分取代基的变化上,而杂环部分为稠杂环的醚类化合物报道很少[1～3].在对嘧啶醚类除草剂构效关系研究中发现其与ALS相互作用时,杂环部分主要起供电子作用,其供电子能力越强化合物的活性越高[4].另外,许多二芳醚类化合物又是原卟啉原氧化酶(PPO)抑制剂,我们初步研究发现,1,2,3-苯并三氮唑是一类很好的活性单元,若在醚类化合物中引入这种稠杂环有可能找到高活性的先导化合物.     

DNA碱基激光光解的新颖瞬态产物

本文报道了利用纳秒级激光光解瞬态吸收光谱技术研究DNA碱基光解和光敏作用的结果:发现了胸腺嘧啶的一个新激发三重态和胸腺嘧啶羟基加合物自由基的生成;首次观察到胞嘧啶及其衍生物胞嘧啶核苷、脱氧胞嘧啶核苷酸的激发三重态光吸收谱;确证了鸟嘌呤核苷的激发三重态,其pK_a值为8.7;并研究了上述瞬态产物的动态演变过程,总结了其反应机理。     

2-苯甲酰基嘧啶类化合物的合成与生物活性

2-嘧啶氧基-N-芳基苄胺类化合物结构经过两次骨架结构优化后得到2-苯甲酰基嘧啶类化合物二次先导结构.在二次先导结构基础上,共设计并合成了36个化合物,所有化合物结构经1H NMR、13C NMR、HRMS确认,并进行了室内杀菌活性筛选,对各部位取代基进行了逐次优化.结果表明2-苯甲酰基嘧啶类化合物中R1取代基以2位卤素或烷基取代的苯环或杂环活性最好;中间苯环6位引入氟原子活性保持;嘧啶环4,6位甲氧基取代活性较好,5位甲基取代活性大大降低;羰基被还原为羟基后活性消失.其中2,3-二氯-N-[2-(4,6-二甲氧基嘧啶-2-甲酰基)苯氧基]-N-甲基苯甲酰胺(4AHl)、2,5-二氯-N-[2-(4,6-二甲氧基嘧啶-2-甲酰基)苯氧基]-N-甲基苯甲酰胺(4AHn)及N-[2-(4,6-二甲氧基嘧啶-2-甲酰基)-3-氟苯氧基]-N,2-二甲基苯甲酰胺(4AFd)对黄瓜白粉病的杀菌活性与对照样苯菌酮相当.     

激光光解苯醌自由基质子交换的TRESR研究

用时间分辨电子自旋共振（TRESR）波谱仪，研究了对苯醌/乙二醇/水体系中激光光解苯醌自由基的TRESR谱的线形与溶液pH值的关系.实验表明TRESR谱线均为发射极极化，极化过程以三重态机理（TM）为主.在中性溶液中谱线属中性苯半醌自由基BQH•,而在pH～2.02酸性溶液中谱线属阳离子基BQH＋.实验发现 BQH＋的TRESR谱强度的衰减具有超精细分量相关性，用质子交换理论对此进行了解释.     

异自旋中心三自由基分子的磁性设计

采用量子化学DFT UB3LYP方法,在6-31G(d)基组水平上讨论了以1,3,5-苯为 铁磁耦合单元的异自旋中心三自由基体系。结果表明：对于异自旋三自由基体系, 形成异自旋后对称性降低使部分占据的近简并轨道能级劈裂值增大,反铁磁耦合作 用普遍增强。由两个同自旋和一个异自旋中心构成的三自由基若保持较好的对称性 (C_(2v))可望表现铁磁耦合。在通常情况下这类分子服从已有规律：ΔE_(POMO)小 ,ΔE_(D-Q)大,表现为稳定的四重态基态,且其稳定性与苯环2,4,6碳位置及自 由基原子上的自旋密度相关。     

3－嘧啶胺基或三嗪胺基甲酰基－4－羟基－2H－1，2－苯并噻嗪－1，1－二氧化物的合成及活性

通过３－乙氧甲酰基－４－羟基－２－氢（甲基）－２Ｈ－１，２－苯并噻嗪－１，１－二氧化物与取代嘧啶胺或均三嗪胺的胺解反应，合成了标题化合物。生物活性测定结果表明多数化合物具有较好的除草活性，部分化合物显示好的植物生长调节活性和抗炎免疫活性。     

多聚氮杂环的脱氮自由基转化:C−N键的构建研究进展

多聚氮杂环化合物在有机合成、药物化学以及材料化学等领域具有重要的作用.人们已经在多聚氮杂环的修饰和可控转换领域取得了诸多突破性的研究成果.在多种多聚氮杂环转换反应中,脱氮是一类重要反应,可以快速地构建其他氮杂环或者C?N键.通常而言,多聚氮杂环化合物更易于脱氮形成金属卡宾中间体,继而发生后续串联或环化反应,但涉及自由基中间体的多聚氮杂环脱氮反应尚未得到充分关注和研究.在过去几年中,得益于现代合成手段如有机光化学合成、有机电化学合成和有机光电合成等的革新,自由基化学得到快速发展,建立了很多多聚杂环脱氮自由基串联反应,为高度复杂的杂环骨架或具有复杂杂环体系的天然产物提供了一条通用且便捷的合成路径.光催化剂在有效地将可见光中的能量转移至非吸收化合物方面的应用越来越受到关注,该方法可温和而有效地生成自由基,以新的方式形成化学键.此外,啉钴与卟啉铁催化剂在多聚杂环的脱氮反应中亦展现出较好的催化性能.本文综述了多聚氮杂环的脱氮自由基转化(C?N键的构建)领域的最新进展,重点讨论了脱氮生成自由基的方法与串联模式和反应机理,分析了存在的挑战.本文还根据反应底物的类别从四个模块展开讨论:(1)苯并三嗪和苯并噻三嗪的自由基脱氮串联反应;(2)苯并三氮唑的自由基脱氮串联反应;(3)吡啶三氮唑与四氮唑的脱氮反应;(4)3-氨基吲唑的自由基脱氮反应.综上,研究者们通过多聚氮杂环的脱氮自由基转化(C?N键的构建)的方法合成了一些重要的药物分子及其前体,并证明了该方法具有潜在的应用价值.未来,将多聚氮杂环脱氮反应应用于活性天然产物合成与修饰是非常可行的.     

超高效液相色谱-串联质谱法同时测定化妆品中的22种磺胺类药物

建立了同时测定化妆品中22种磺胺类药物(磺胺胍、磺胺、磺胺嘧啶、磺胺二甲异嘧啶、磺胺醋酰、磺胺噻唑、磺胺吡啶、磺胺甲基嘧啶、磺胺对甲氧嘧啶、磺胺二甲噁唑、磺胺二甲嘧啶、磺胺甲噻二唑、磺胺甲氧哒嗪、琥珀酰磺胺噻唑、磺胺氯哒嗪、磺胺甲基异噁唑、磺胺间甲氧嘧啶、磺胺邻二甲氧嘧啶、磺胺二甲异噁唑、磺胺间二甲氧嘧啶、磺胺喹噁啉、磺胺硝苯)的超高效液相色谱-串联质谱分析方法。膏霜、水剂、散粉、香波、唇膏等不同类型的化妆品样品经超声提取后,以Waters ACQUITY UPLC BEH C18色谱柱(50 mm×2.1 mm,1.7μm)分离后进行UPLC/MS/MS多反应监测模式下的定性及定量分析。22种磺胺类药物的方法检出限为3.5~14.1μg/kg;在低、中、高的3个添加水平范围内的平均回收率为80.3%~103.6%;日内精密度均小于12%,日间精密度均小于15%。     

吡啶并嘧啶类化合物的合成研究进展

综述了近二十年来吡啶并嘧啶类化合物的合成研究进展，介绍了三大类吡啶并嘧啶类化合物的主要结构类型：吡啶并[2,3-d]嘧啶类化合物、吡啶并[1,2-a]嘧啶类化合物、吡啶并[4,3-d]嘧啶类化合物的相关合成方法及新进展。     

1,2,4-苯并三嗪自由基的合成及应用研究进展

自由基拥有独特的成键方式和物理性质,化学性质活泼,是很多有机反应的中间体;稳定的自由基在电池、储能、生物等功能分子的构建中有潜在应用。而1,2,4-苯并三嗪自由基作为一种尤其稳定的自由基,其氧化还原电位可逆,电化学窗口较小,在可见光区域有较宽的吸收,电磁性质与结构有紧密的关系。1,2,4-苯并三嗪自由基特殊的性质使其在聚合物合成控制、光学探测器、电子器件、磁性材料中有广泛的应用前景。本文综述了1,2,4-苯并三嗪自由基不同的合成方法,介绍了近年来1,2,4-苯并三嗪自由基在各个方面的应用进展。最后对1,2,4-苯并三嗪自由基在功能材料开发中的应用前景进行了展望。      

4-吡唑基-2-芳氧基嘧啶类化合物的合成及除草活性

以2,4-二氯嘧啶为起始原料, 利用两个氯原子的活性差异, 经4-吡唑基-2-氯嘧啶合成了一系列4-吡唑基-2-芳氧基嘧啶类化合物, 通过¹H NMR和元素分析对所合成的化合物进行了结构表征. 初步生物活性测定结果表明, 所合成的化合物都表现出一定的除草活性. 当嘧啶环2位的氯原子被芳氧基取代后, 化合物的除草活性均有不同程度的提高, 例如5c和4a相比, 100 μg•mL^－1时化合物对油菜的抑制率由15.7%提高到85.4%, 对稗草的抑制率由原来的11.6%提高到84.0%.     

轴向有机配体对Schiff碱配合物模拟酶催化性能的影响

研究了13种轴向有机中性配体(咪唑、嘧啶、吡唑、吡嗪、哌啶、4-甲基吡啶、3-甲基吡啶、2-甲基吡啶、2,6-二甲基吡啶、三苯基膦、噻吩、呋喃、吡咯)对Schiff碱双锰配合物在模拟酶催化PhIO单加氧化环己烷反应中催化性能的影响。结果表明,这些轴向有机配体均能提高Schiff碱金属配合物的催化活性;一般轴向配体碱性愈强,催化剂的催化活性愈高。     

4种氮杂双环化合物的合成方法改进

以邻苯二胺及2,3-二氨基吡啶为原料,与羰基化合物反应制备苯并吡嗪、吡啶并吡嗪、苯并咪唑和吡啶并咪唑4种氮杂双环化合物,探讨了溶剂、温度、时间和pH值等实验条件对反应的影响。 在合成吡啶并吡嗪时,采用正丙醇为溶剂,用甲醇钠调节pH=9,回流反应1 h,将收率从35.7%提高至89.4%;在合成苯并吡嗪时,用水作溶剂,用亚硫酸钠调节pH=9,60 ℃反应40 min,产物纯化采用低温静置代替减压蒸馏,收率可提高至98.3%;尝试不同方法合成苯并咪唑和吡啶并咪唑,确定最优合成条件分别为：邻苯二胺在88%的甲酸溶液中回流2 h,苯并咪唑收率为92%;2,3-二氨基吡啶在原甲酸三已酯中回流3 h,加浓盐酸继续回流1 h,吡啶并咪唑收率为84.2%。