N,N-二(对氟苄基)-N'-(2',3'-二脱氧-3'-硫代胞苷)甲脒水解反应的理论研究

采用密度泛函理论方法B3LYP/6-31++G(d,p)//B3LYP/6-31G(d,p)和导体极化连续模型B3LYP/CPCM/6-31++G(d,p)方法对苯环对位上有F取代的N,N-二(对氟苄基)-N′-(2′,3′-二脱氧-3′-硫代胞苷)甲脒(FBFA-3TC)水解反应机理和溶剂效应进行了研究. 考虑两条可能反应途径: 水分子首先进攻C=N双键的途径(Path A)和先进攻C-N单键的途径(Path B). 计算结果表明, 气相和水中两条途径的第一步都是速率控制步骤, Path A 比Path B 更有利. 对优势途径Path A的第二步反应的进一步研究发现, 中间体的羟基H原子转移到双键N比单键N更容易, 从而形成2′,3′-二脱氧-3′-硫代胞苷(3TC)的最终水解产物.     

N,N-二（对氟苄基）-N′-（2′,3′-二脱氧-3′-硫代胞苷）甲脒水解反应的理论研究

采用密度泛函理论方法B3LYP/6-31 G(d,p)//B3LYP/6-31G(d,p)和导体极化连续模型B3LYP/CPCM/6-31 G(d,p)方法对苯环对位上有F取代的N,N-二(对氟苄基)-N′-(2′,3′-二脱氧-3′-硫代胞苷)甲脒(FBFA-3TC)水解反应机理和溶剂效应进行了研究.考虑两条可能反应途径:水分子首先进攻CN双键的途径(PathA)和先进攻C—N单键的途径(PathB).计算结果表明,气相和水中两条途径的第一步都是速率控制步骤,PathA比PathB更有利.对优势途径PathA的第二步反应的进一步研究发现,中间体的羟基H原子转移到双键N比单键N更容易,从而形成2′,3′-二脱氧-3′-硫代胞苷(3TC)的最终水解产物.     

Theoretical study on the hydrolysis mechanism of N,N-dimethyl-N′-(2′,3′-dideoxy-3′-thiacytidine)formamidine

The hydrolysis mechanisms of N,N-dimethyl-N′-(2′,3′-dideoxy-3′-thiacytidine)formamidine (FA-3TC) in the gas phase and in aqueous solution were studied by use of the density functional theory B3LYP/6-31 G(d, p) method. Two possible reaction pathways in the title reaction were considered. In one pathway water attacks the C=N double bond first (path A) while in the other water attacks the C—N single bond first (path B). The calculated results indicate that the first step in both pathways is the rate-limiting process and path A is more favorable than path B in the gas phase. The effect of solvent water on the title reaction was assessed at the B3LYP/6-31 G(d, p) level of theory based on the po-larizable continuum model (CPCM). In water the first mechanism (path A) is also favored.     

5,7′-(亚甲胺基)-二-8-羟基喹啉的合成及其理论研究

以4-甲基苯磺酸作催化剂、用三乙胺调节pH值约为9的条件下,由5-甲酰基-8-羟基喹啉和5-氨基-8-羟基喹啉合成了新的5,7′-(亚甲胺基)-二-8-羟基喹啉,利用IR,UV,1H NMR,MS确认了分子结构,比较研究了其光致发光特性,运用Gaussian 98量子化学程序包,采用B3LYP密度泛函(DFT)的方法,在6-31G(d,p)水平上对分子的几何构型进行结构优化;并对目标化合物的稳定结构通过计算预测其振动光谱,计算结果与实验值基本相符.     

3-甲基环状乙撑磷酸二酯醇解的反应途径的理论研究

采用密度泛函理论和MP2方法研究了3-甲基环状乙撑磷酸二酯(MEP)与甲醇的反应途径:(Ⅰ)CH3O-+MEP;(Ⅱ)CH3OH+MEP;(Ⅲ)CH3O-+HMEP(MEP的质子化形式);(Ⅳ)CH3OH+HMEP.在B3LYP/6-31++G(d,p)水平上优化了四条反应途径的反应物、中间体、过渡态及产物的几何构型,并在同水平上进行了自然电荷分析,然后在MP2/6-311++G(3df,2p)水平上计算了各驻点的单点能.采用极化连续介质模型(PCM)研究了各途径在苯、甲醇和水溶液中的溶剂化效应.计算结果表明,溶剂效应使途径(Ⅰ)的自由能垒降低,而使途径(Ⅱ)和(Ⅳ)的决速步骤的自由能垒升高.在气相和苯溶剂中途径(Ⅳ)是反应的优势途径,在甲醇和水溶剂中途径(Ⅰ)则成为最优.研究结果进一步表明实验条件下途径(Ⅱ)与(Ⅳ)对总醇解反应的贡献相当.     

5,7′-(亚甲胺基)-二-8-羟基喹啉的合成及其理论研究

以4-甲基苯磺酸作催化剂、用三乙胺调节pH值约为9的条件下, 由5-甲酰基-8-羟基喹啉和5-氨基-8-羟基喹啉合成了新的5,7′-(亚甲胺基)-二-8-羟基喹啉, 利用IR, UV, ¹H NMR, MS确认了分子结构, 比较研究了其光致发光特性, 运用Gaussian 98量子化学程序包, 采用B3LYP密度泛函(DFT)的方法, 在6-31G(d,p)水平上对分子的几何构型进行结构优化; 并对目标化合物的稳定结构通过计算预测其振动光谱, 计算结果与实验值基本相符.     

2-(3-巯基-2-吡啶基)苯并咪唑分子内质子转移及溶剂化效应

在B3LYP/6-31G(d,p)和TD B3LYP/6-31++G(d,p)//CIS/6-31G(d,p)水平上,研究了2-(3-巯基-2-吡啶基)苯并咪唑(MPyBI)在气相和七种溶剂(环己烷、苯、三氯甲烷、乙醇、乙腈、二甲亚砜和水)中基态和激发态的分子内质子转移(GSIPT和ESIPT)过程.在基态势能面的研究中发现,该化合物存在分子内双质子转移,其中分步的双质子转移在动力学上具有优势.同时对激发态质子转移势能面及激发态转移过程中的光物理现象进行了研究,结果表明该化合物存在快速的无能垒的激发态分子内质子转移,随着溶剂极性的增强,可以降低基态过渡态的能垒,改变硫醇式与硫酮式互变异构体的比例,从而灵敏地控制荧光的强度.     

2-己硫醇生成2,5-二甲基噻吩机理的理论研究

采用密度泛函理论的B3LYP方法,在6-311+G(d,p)基组水平上研究了2-亿硫醇生成2,5-二甲基噻吩的微观反应机理,全参数优化了反应势能面上各驻点的几何构型,内禀反应坐标反应机理解析证实了过渡态的真实性,找到了具体的反应途径.结果发现,在2-己硫醇环化生成2,5-二甲基四氢噻吩的反应过程中,中间体Ⅰ异构化生成中...     

3-甲基环状乙撑磷酸二酯醇解的反应途径研究

采用密度泛函理论和MP2方法研究了3-甲基环状乙撑磷酸二酯(MEP)与甲醇的反应途径: (I) CH3O－＋MEP; (II) CH3OH＋MEP; (III) CH3O－＋HMEP (MEP的质子化形式); (IV) CH3OH＋HMEP. 在B3LYP/6-31＋＋G(d,p)水平上优化了四条反应途径的反应物、中间体、过渡态及产物的几何构型, 并在同水平上进行了自然电荷分析, 然后在MP2/6-311＋＋G(3df,2p)水平上计算了各驻点的单点能. 采用极化连续介质模型(PCM)研究了各途径在苯、甲醇和水溶液中的溶剂化效应. 计算结果表明, 溶剂效应使途径(I)的自由能垒降低, 而使途径(II)和(IV)的决速步骤的自由能垒升高. 在气相和苯溶剂中途径(IV)是反应的优势途径, 在甲醇和水溶剂中途径(I)则成为最优. 研究结果进一步表明实验条件下途径(II)与(IV)对总醇解反应的贡献相当.     

稀土元素对3′-腺嘌呤及3′-鸟嘌呤核苷酸的水解断裂作用

用核磁共振(NMR)波谱、HPLC和化学定磷法研究了稀土元素对3′-腺嘌呤核苷酸(3′-AMP)及3′-鸟嘌呤核苷酸(3′-GMP)的水解断裂作用,结果表明:不同稀土元素对3′位核苷酸断裂有较强的特异性,在37℃,pH 9的条件下,使3′-AMP断裂为腺嘌岭核苷(A)及无机磷,使3′-GMP断裂为鸟嘌呤核苷(G)及无机磷,其断裂作用远大于5'位核苷酸,并对其水解断裂进行了研究.     

2-(2-甲基烯丙基)-3-(3-甲基-1,2-丁二烯基)环己-2-烯酮重排生成八元环化合物反应机理的理论研究

采用密度泛函理论B3LYP/6-31G(d,p)方法研究了2-(2-甲基丙烯基)-3-(3-甲基-1,2-丁二烯基)环己-2-烯酮重排生成八元环化合物在气相中的反应机理. 考虑了两条可能的反应途径: 途径1包含5个过程, 途径2包含两个过程. 从能量上看, 两条途径的决定速度步均是[1,5]氢迁移. 采用自洽反应场极化连续模型(PCM模型)和极化导体模型(CPCM模型)研究了反应体系在甲苯溶液中的溶剂效应. 结果表明, 气相和溶液中途径2均是较优途径, 并且甲苯对该反应的溶剂化效应不明显. 理论研究结果与实验观察结果一致, 并很好地解释了有关实验现象.     

4,4′-联吡啶二面角和扭转势垒的理论研究

采用HF、MP2方法和密度泛函理论(包括B3LYP,BLYP和mPW1PW91)方法,分别在6 31G(d),6 311G(d),6 311+G(d),6 311++G(d,p),cc pvdz和cc pvtz水平上,计算了4,4′联吡啶分子的平衡几何构型和扭转势能面以及相应势垒,考察了各种计算方法和基组对于理论预测结果的影响.在π共轭效应和环间相邻原子的空间位阻共同作用下,2个吡啶环间有大约37°的夹角.计算得到的分子结构参数与电子衍射实验结果吻合.较小的扭转势垒说明分子可以很容易进行内转动.     

过充电保护添加剂1,4-二甲氧基苯的反应机理

采用密度泛函理论(B3LYP/6-311+G(d,p))和MP2/6-311+G(d,p)方法,研究锂离子电池过充电保护添加剂1,4-二甲氧基苯(p-DMOB)的作用机理.计算结果表明,在过充时,p-DMOB优先于溶剂分子(乙基甲基碳酸酯、二甲基碳酸酯、碳酸乙酯)发生氧化反应.用B3LYP和MP2计算所得的p-DMOB理论氧化电位接近,分别为4.12和4.05V(vsLi/Li+).p-DMOB氧化时首先失去一个电子,生成p-DMOB+·正离子自由基,用B3LYP和MP2方法计算所得的相应能量变化分别为701.24和728.27kJ·mol-1.失去电子后苯环的共轭性受到破坏,随后p-DMOB+·苯环上的C―H键发生断裂,失去H+并形成p-DMOB·自由基.用B3LYP和MP2方法计算所得的相应能量变化分别为1349.78和1810.99kJ·mol-1.p-DMOB·自由基很不稳定,会在电极表面发生聚合反应形成聚合物膜,用B3LYP和MP2方法计算所得的相应能量变化分别为-553.37和-1331.20kJ·mol-1.     

指甲花醌(Lawsone)的化学反应性质理论预测

为分析指甲花醌(Lawsone)分子的化学反应性质,分别在B3LYP/6-31+G(d,p)和B3LYP/6-311++G(2d,3p)水平上,进行了其分子结构优化,并以导体连续极化模型(CPCM)作为溶剂化模型,计算了在气相和水溶液中其电离能、分子的硬度和亲电性、收敛的福井函数及总能量等单点反应性指数性质,以确定和区分在不同反应状态下反应性能的变化。结果表明,气相和溶剂化状态下,C11和C16位原子均易发生亲电反应,且C16原子的亲电性最强,可与汗迹中的氨基酸优先发生反应,通过复杂机制产生检测指纹的橙红色荧光物质,用于微量氨基酸的检测。文中采用的两种基组和福井函数值均能够较准确地预测该分子反应性质变化的趋势,其中较大的基组B3LYP/6-311++G(2d,3p)的结果,更能显著区分不同位置反应性能的差别。     

3,3′-(1,1′-二苯基-4,4′-二基)-二丙烯酸的合成新方法

通过Heck反应,以4,4′-二碘联苯和丙烯酸为原料,壳聚糖负载钯为催化剂,合成了3,3′-(1,1′-二苯基-4,4′-二基)-二丙烯酸.考察了反应温度、时间、原料配比等因素对产率的影响.结果表明最佳反应条件为:反应温度为100℃,时间为20h,原料配比为1∶3.测试了壳聚糖负载钯催化剂的重复使用性能,并用IR、1 H NMR和MS对产物进行了表征.     

N''-苯亚甲基-苯并酰肼气相高温分解反应机理的密度泛函研究

利用密度泛函理论研究了N'-苯亚甲基-苯并酰肼气相高温分解生成苯腈和苯甲酰胺的反应机理.首先用B3LYP/6-31G(d,p)方法优化反应中反应物、过渡态、中间体及产物的几何构型,然后通过振动分析确认了过渡态的结构,并通过内禀反应坐标方法(IRC)确认能量最低的反应途径.报道了3条可能的反应通道,包括1条直接协同高温分解反应和2条先成环后协同高温分解反应途径,其中直接协同高温分解反应由于能垒低.因此发生的几率较大.     

2,2′-二硫代二苯甲酸、2,2′-二羧苯基硫醚及含氮配体构筑的2个配合物的合成、结构与热稳定性研究(英文)

使用2,2′-二硫代二苯甲酸和2,2′-联吡啶(2,2′-bipy)、硝酸铜在水热条件下发生的原位反应合成了一个铜配合物,即[Cu2(C14H8O4S)2(C10H8N2)2](1)(C14H8O4S=2,2′-二羧苯基硫醚,C10H8N2=2,2′-联吡啶);然后又利用2,2′-二硫代二苯甲酸和菲咯啉(phen)、氯化钙在水溶液中合成了一个钙配合物,即{[Ca(C14H8O4S2)(C12H8N2)2]·(H2O)2}n(2)(C14H8O4S=2,2′-二硫代二苯甲酸根,C12H8N2=菲咯啉),并对它们分别进行了元素分析、红外光谱、热稳定性、X射线粉末衍射和X射线单晶衍射的表征。结果表明:配合物1由2,2′-二羧苯基硫醚配体连接形成了一个双核的化合物,通过氢键和氮杂环之间的π…π作用形成三维超分子网络结构。配合物2由二硫代二苯甲酸配体桥联形成了一个一维链状结构,通过氢键和氮杂环之间的π…π作用也形成三维超分子网络结构。并且,对这2个配合物的热稳定性分别进行了研究。     

CH3F与C2H3反应机理的理论研究

采用密度泛函B3LYP/6-311G(d,p)方法对CH3F与C2H3的反应体系进行了理论研究,获得了反应的势能面信息及可能的微观机理.在QCISD(T)/6-311++G(d,p)水平上精确计算了各反应物种的单点能.结果表明,除抽提氢反应外,标题反应还存在抽提氟(R1)、消氟化氢(R2)、消氢(R3)和自由基形成(R4)四类反应.在QCISD(T)/6-311++G(d,p)//B3LYP/6-311G(d,p)水平上,R1,R2,R3和R4反应的能垒分别是163.9,152.2,209.8和224.2kJ·mol-1,相应反应能为-56.6,-164.3,-2.7和-156.0kJ·mol-1,所有反应均放热,为热力学允许的反应.     

4-氨基-1,8-萘二酰亚胺的结构及光谱性质的理论研究

采用HF和密度泛函理论中的B3LYP和PBE0方法,在7个不同的基组下优化得到了4-氨基-1,8-萘二酰亚胺(ANI)的基态几何构型,用CIS/6-31+G(d)方法得到第一激发态几何构型,频率分析无虚频.在此基础上运用HF-CIS,TD-B3LYP和TD-PBE0方法研究了在气相及DMSO,DMF,MeCN,THF,CHCl3和EtOH溶剂中ANI的前线轨道及电子光谱.结果表明,HOMO→LUMO的跃迁是π→π*跃迁.随溶剂极性的增加,其最大吸收和荧光波长红移.用TD-B3LYP/6-31+G(d)方法得到的溶剂中ANI的吸收光谱计算值与实验值吻合性较好,但荧光光谱计算值与实验值有较大差异.进一步经线性拟合校正,ANI在非质子溶剂中的计算值与实验值能较好地吻合.计算显示激发态ANI具有较大的偶极矩,与解释相关荧光分子探针的光诱导电子转移方向选择性现象的光生电场理论一致.     

10,10′-二甲基-3,3′二氨基-9,9′-双吖啶电致化学发光行为及机理研究

研究了10,10′-二甲基-3,3′-二氨基-9,9′-双吖啶(简称DMDABA)的电致化学发光(ECL)行为.考察了电化学参数、反应介质以及pH值等条件对DMDABA电致化学发光信号的影响.结果表明:在玻碳电极上施加适当电压时,该新试剂DMDABA在KNO3乙醇溶液中产生很强的电致化学发光信号,于最优化条件下,发光强度的自然对数与DMDABA浓度的自然对数在2.16×10-5~2.16×10-8mol/L范围内呈良好的线性关系,检出限可达5.2×10-9mol/L.还用循环伏安法、电致化学发光光谱以及荧光光谱研究了DMDABA的电致化学发光机理.