对位-二取代氮苄叉苯胺还原电位的取代基效应

合成52种4,4'-二取代氮苄叉苯胺衍生物p-XPh CH=NC6H4Y-p作为模型化合物,系统地研究了取代基效应对其还原电位ERed的影响规律.通过研究表明该类化合物的ERed与桥连键C=N的13C NMR化学位移δC(C=N)没有线性关系,ERed和δC(C=N)两者的影响因素有较大差别,仅用Hammett取代基常数不能很好地表达ERed的变化规律.影响ERed的主要因素有:取代基X的场/诱导效应、取代基X和Y的共轭效应,此外取代基X的激发态取代基参数也有重要影响.上述4个参数与52种化合物的ERed有良好的相关性,相关系数为0.9756,标准偏差为0.052 V.在这4个影响因素中,基团X的场/诱导效应、共轭效应和激发态取代基效应对ERed改变的贡献都比较大,而基团Y的共轭效应对还原电位ERed改变的贡献相对较小,但不能忽略它.     

基团共轭效应研究Ⅱ：^13C核磁共振的化学位移与取代基的共轭效应强度

引言在定量和定性研究有机化合物的结构与性质的关系中,最广泛使用的是Hammett等所提出的σ_m、σ_p等取代基常数以及基团的诱导(场)效应和共轭效应常数。在建立基团的共轭效应常数方面,人们做了大量的工作,但多数工作是基于对基团的Hammett常数σ的人为分解上,建立的模型和分解方式(系数因子)不同,则得到不同的结果。另一方面纯理论计算工作大多引入较多参数,使计算复杂和使用不便。作者曾在建立表征诱导效应大小的     

在表面活性剂存在下晶体怎样成长?

在一般非共轭体系中,取代基的诱导效应对于解释取代基衍生物的化学活性及某些物理性质都起着很重要的作用。人们对诱导效应的认识已有长远的历史,根据化合物的某些物理常数、反应平衡常数及反应速度常数等方面的事实,文献上已就取代基诱导效应的定性序列及定量关系作了介绍。其中Ingold的取代基诱导效应的定性序列应用最广泛;Hammett及Taft的取代基常数σ及σ是定量衡量取代基诱导效应最有成效的,但由于取代基常数σ及σ的数量很有限,有时也不一致;我国著名有机化学家蒋明谦等利用元素的电负性及原子共价半径两种基本常数,系统地计算了非共轭体系中取代基的诱导效应指数(Ⅰ),此指数直接地表达了分子结构与化学活性之间的定量关系,但计算也较繁琐。本文试     

取代苯σ·Ⅱ效应分离与FMO能量的相关性△EHOX.σP研究

研究了芳环上取代基诱导效应能和共轭效应能的分离,Ph(X)n的(X)n基属性从能量角度提出量化解释及应用,发现各类芳环取代基都不同程度存在两种σC、σI效应,且存有群轨道作用.     

取代苯甲酸羧基上H和O原子的部分电荷与Hammett常数之间的线性关系

采用密度泛函分析了取代苯甲酸中羧基上的H1原子和2个氧原子O2和O3的电荷与取代基的Hammett常数之间的线性关系. 比较了不同密度泛函和电荷计算方法B3LYP/6-311G*/(NBO, Mulliken), (BLYP, BP, PWC)/DNP/(Hirshfeld, Mulliken)对上述线性相关系数的影响. 结果表明, BLYP/DNP/Hirshfeld方法的计算精度高且计算速度快. 使用BLYP/DNP/Hirshfeld方法计算了70个取代苯甲酸的部分电荷, 发现H1, O2和O3原子的电荷与取代基Hammett常数σ_p和σ_m之间的线性相关系数可达到0.98以上, 其中O2的电荷和Hammett常数的线性相关性最好. O2的电荷值可以作为Hammett常数的替代, 用于结构性能定量分析, 也可以用于预测取代基的Hammett常数.     

利用电子效应解释取代基的位置及种类对芳香化合物化学性质的影响

苯环上的取代基可以通过两种途径对官能团传递电子效应。一是通过共轭体系传递,其特点是：由于交替极化,取代基的电子效应（共轭效应（C）和诱导效应（I））主要影响到处于其邻位或对位的官能团电子云密度的变化,而对处于其间位的官能团影响很小;二是通过苯环的σC-C键向官能团传递电子效应,此时取代基仅能通过诱导效应产生影响。     

芳基汞化合物的性质研究 Ⅵ.某些氯化芳基汞的紫外吸收光谱

本文测定了24种p-,o-,m-取代苯基氯化汞和α-,β-萘基氯化汞在乙醇溶液中的紫外光谱。以苯基氯化汞的吸收带为基准,发现由于对位取代基引起的E吸收带位移增量Δλ(λ_(p-XC_6H_6HgCl)-λ(C_4H_6HgCl))与Hammett取代基常数σ_p间呈现良好的线性关系。作为衡量取代基共轭效应尺度的Δσ(σ_p-σ_m)和Taft参数σ_R均与对位取代苯基氯化汞的E吸收带和B吸收带位移增量呈较好的线性关系所得直线的方向和斜率与取代基的电性有关。对邻位取代苯基氯化汞的吸收光谱进行了讨论。α-,β-萘基氯化汞的紫外光谱的特征表明当HgCl位于β位时,可与萘基发生共轭。     

烯丙位化学键均裂离解能及其取代基效应

使用复合从头算方法系统地获得了一批精确的烯丙位化学键的均裂裂解能(BDE). 取代基效应的研究表明, C—H与Si—H的BDE表现出差的Hammett关系, 而N—H, O—H, P—H与S—H的BDE表现出好的Hammett关系. 进一步分析表明烯丙位BDE受共轭效应比诱导/场效应的影响更为明显. 并且还讨论了BDE的基态效应和自由基效应, 其结果与最近报道的有关苄位BDE的结果基本一致.     

胺类的直线自由能关系的研究——Ⅰ.芳香胺类中新型σ~-值的求取

本文用苯胺和苯酚的离解常数重新检查了Hammett方程式的有效性.发现了八十个选择的苯胺、七十个苯酚和廿一个N,N-二甲苯胺的pK_a值与取代基常数的直线相互关系能达到满意至优良标准(见表4).提出了以σ_((ArNH_3)~+)~-作为另一有推电子(而非拉电子)共轭效应的官能团的标准反应系的参数,并与少数σ_(I.R.)~-合用以衡量芳香亲核取代反应中的直线自由能关系.计算了一套较为完整的σ~-值,其中七十八个为初级值、五十四个为次级和三级值、八个σ_(I.R.)~-、十一个σ(ArHX~-)~-、七十三个初级σ_R~-和二十三个次级和三级σ_R~-.但带正式电荷的取代基常数必须有保留地接受.这一套σ~-值已证明与其他σ值有优良或至少是满意的相互关系.这套客观的取代基常数用之于芳香亲核取代反应不比Miller从该反应系中求出的数值差.     

取代苯σ·П效应分离与FMO能量的相关性△E_(X.σP)~(HO) 研究

研究了芳环上取代基诱导效应能和共轭效应能的分离,Ph(X)n的(X)n基属性从能量角度提出量化解释及应用,发现各类芳环取代基都不同程度存在两种σ_c、σ_I效应,且存有群轨道作用。     

取代苯σ·Ⅱ效应分离与FMO能量的相关性 △E~X~.~σ~P^H^O研究

研究了芳环上取代基诱导效应能和共轭效应能的分离,Ph(X)~n的(X)n基属性从能量角度提出量化解释及应用,发现各类芳环取代基都不同程度存在两种σ~c、σ~1效应,且存有群轨道作用。     

有机磷化合物的研究 Ⅰ.对位取代苯基及苯甲基膦酸酯

为研究膦酸二烷基酯的化学牿构及其物理及化学性能,合成一系列具不同电子效应取代基的对位取代苯基膦酸酯(Ⅰ)及相应的苯甲基膦酸酯(Ⅱ)。应用乙酰化滤祗及相应的展开剂,可顺利进行对位取代苯基及苯甲基膦酸酯的纸层析鉴定与分离。对位取代苯基及苯甲基膦酸酯均有相似的超加克分子折射现象。这些膦酸酯的化学结构与超加折射度的关系,可以用苯环取代基的不同电子效应解释。取代基团σ值与磷-氧键频率及氘-氧键频率或氘-氧键频率变化(Lewis碱性)均能符合Hammett方程式的自由能直线关系。不同烷基酯所形成的直线斜率也不同,但它们之间似无定量规则。对位取代苯甲基膦酸酯的取代基性质与其磷-氧键特征频率及Lewis碱性均无定量规则。对位取代苯基及苯甲基膦酸酯的碱性水解反应速度常数的对数值与取代基团σ值符合Hammett方程式的直线关系。对位取代苯基膦酸酯的碱性水解速度较相应的苯甲基膦酸酯快很多。对位取代苯基及苯甲基膦酸酯的酯烷基诱导效应指数与水解速度也有较好的定量关系。实验结果有助于说明膦酸酯在碱性水解过程中,磷原子为亲核进攻中心。就对位取代苯基膦酸酯的苯环取代基性质与其物理及化学性能的定量关系而言,这类分子内部的影响既可用苯环与磷-氧键共轭,磷-氧属双键结构;也可用取代基团的诱导效应而磷-氧为重键结构以解释,但后一种结构似更为合理。     

铜(Ⅱ)-4-(喹啉-8′-甲基)-1,4,7,10-四氮杂环十三烷-11,13-二酮-α-氨基酸或5-取代邻菲罗啉两类三元配合物的稳定性研究

用 p H法在 (2 5.0± 0 .1 )℃ ,I=0 .1 mol· dm-3 KNO3 条件下 ,测定 Cu( ) - 4 - (喹啉 - 8′-甲基 ) - 1 ,4,7,1 0 -四氮杂环十三烷 - 1 1 ,1 3-二酮 -α-氨基酸或 5-取代邻菲罗啉两类三元配合物的稳定常数 ;研究了带甲基喹啉侧基大环多胺配体与 Cu( )离子的配位能力、配位方式 ;发现这两类三元体系配合物有特殊的稳定性 ;而且它们的稳定性与配体α-氨基酸及 5-取代邻菲罗啉酸碱强度之间的直线自由能关系的变化趋势相反 ;探讨了 Cu( )和 5-取代邻菲罗啉之间的 d- p反馈π键及其取代基 Hammett诱导效应的关系。     

有机酸性磷酸酯油水分配系数和电离常数的测定及其取代基效应研究

用铁盐分光光度法测定了 1 0个有机酸性磷酸酯的油水分配系数 ,并考察了其取代基效应 (诱导极性效应与空间效应 )。同时报道了有机酸性磷酸酯电离常数 p Ka的测定及 p Ka取代基效应 ,并首次观察到 p Ka测定误差与待测样品浓度之间的关系。     

芳汞基芳基硫化合物的合成与波谱性质研究

芳汞基氯化汞和苯硫酚或对甲基硫酚在乙醇中反应合成了两个系列共32种芳汞基芳基硫化合物,其中22种为新化合物。 研究了这些化合物的紫外吸光谱和核磁共针氢谱,所得结果表明,对此两个系列的标题化合物,在△γ~MAX~与Hammett取代基常数 ~P之间有良好的线性关系,但共轭作用未完全通过硫原子贯穿到整个分子。也对取代基~1H NMR的影响进行了研究。     

混合三聚反应及结构的研究——Ⅱ.单核及双核铁混合三聚反应的研究

通过甲酰基二茂铁与取代水杨醛和氨反应,直接合成了含一个二茂铁的混合三聚产物,N,N′-二[2-羟基-5-取代苄烯]二茂铁甲二胺.茂环上碳原子的化学位移~(13)CNMR与苯环上R取代基的Hammett常数之间存在着很好的线性关系.循环伏安法测出的E_(1/2)也与Hammett常数之间存在着很好的线性关系.通过混合三聚反应,也合成了另一类含两个二茂铁化合物,N,N′-二[二茂铁甲烯]-2-羟基-5-特丁基苯甲二胺.~1H及~(13)CNMR表明,分子内由于氢键和立体效应的影响,导致两个茂环上的化学环境不等性.     

从13C化学位移分析取代基的诱导效应、共轭效应和亲电取代反应活性间的关系

以单取代苯为模型,建立并论证了取代基诱导效应参数RI、共轭效应参数RC及诱导和共轭共同作用效应参数R,RI=128.5-δ1,RC=642.5-∑6n=2δn,R=771-∑6n=1δn,δn(n=1～6)是单取代苯苯环上6个碳原子Cn(n=1～6)的化学位移,δ1是取代位C1的化学位移,128.5为苯的13C化学位移。当参数R>0时,取代基对苯环有给电子效应。一般而言,RI<0、RC>0、R>0时,取代基是典型的使苯环活化的邻对位定位基;RI<0、RC<0、R<0时,取代基是使苯环钝化的间位定位基;其余情况参考δn的具体数值判定取代基的作用。能与苯环形成最佳共轭的基团,其与苯环直接相连的是与碳原子同周期的B、C、N、O、F。     

分子结构与化学活性间的定量关系——Ⅰ.非共轭体系中的诱导效应

本文中提出由元素的电负性及原子共价半径两种基本常数以系统计算非共轭体系中基团诱导效应的方法,所得出的诱导效应指数与非共轭化合物在各种反应中的能量变化,平衡常数对数与速度常数对数均形成直筱关系。反应中化学变化的百分率,如产率及转化率等,则与诱导效应指数形成S形曲线。在计算方法中,共价键A—B的极性,以两成键原子的电负性分数,xA/xA xB,及xB/xA xB之差δ(键极性指数)表示。一键对于邻近各键上的诱导效应,以这键上的极性强度δ/r,为计算基数,其中r为键的长度。在一非共轭体系中,作用于A—B键的诱导效应,以直接或间接联结于A—B的各键的极性强度,依照远近次序相加的总和i表示: 或简写为其中1,2,3,4……代表各键联结于A—B上的次序,a是代表诱导效应传递时递减率的常数。与A—A键比较,由B原子及其所带基团对于A—B键上所产生的极性效应,以包括B原子在内的全部基团对A—B的诱导效应指数I表示: 如果分子中B,C,…等原子带有形电荷N_1,N_2…等,则除计算i值时应采用由于电荷而校正的原子电负性及共价半径外,还应加由电荷所引起的诱导效应i_ 或i_-: 其中r′是带电荷的原子的共价半径;因此总的诱导效应指数是 I=i_0 i i_±由这样计算出的诱导效应指数,可以正确推出英国学派的全部耢导效应序列及Kharasch等的脂肪基团的相对电负性序列。这指数与Taft的取代基极性常数σ~*基本上完全平行,与由其他方法算出的氢化物中氢的部分电荷也基本上平行。它与脂肪族卤化物及腈类等的电偶极矩形成良好的直线关系。这些事实都说明诱导效应指数能够定量代表有关的诱导效应。非共轭化合物中化学活性与诱导效应之间的关系,可以下式表示: E=AI B logK=aI b或log(K/K_0)=aI logk=a′I b′或log(k/k_0)=a′I 其中E为反应中的能量变化及与键能有直接关系的能量性质,K为反应平衡常数,k为反应速度常数;A,B,a,b,a′,b′均为常数,其值由反应类型及反应条件决定。在很多情况下,用为基准的氢原子也包括在这种关系之内。文中列举各种类型的有机及无机化合物的几百种E,K及k以表明上述几种直线关系的普遍存在。文中讨论诱导效应指数的适用范围,指出在基团立体障碍很大与立体效应不相同的情况下,及共轭效应起主导作用,而又不恒定的情况下,诱导效应指数与化学活性之间并无上述的几种直线关系。最后文中讨论诱导效应指数的用途。一是建立一种统一的定量的诱导效应序列,二是直接表达分子结构与化学活性间的定量关系,三是验证化合物的分子结构式,四是区别分子中不同位置上同种基团的活性,五是推断某些反应的机构,并各以例说明。     

离去基团、非离去基团及中间体性质对取代苯甲酸苯酯氨解反应的影响

X-取代苯甲酸Y-取代苯基酯(X-C6H4COOC6H4-Y)的氨解反应是一个亲核加成-消除过程.为定量评价Um等对非离去基团(X-C6H4-)、离去基团(Y-C6H4O-)及中间体(T±)的性质对氨解反应速率(kN)影响的研究结果,分别用取代基x的Hammett常数σX、Y-C6H4OH的pKa和取代基X、Y的极化效应指数PEI表征上述结构因素,并用其对logkN建立多元线性回归模型,得到了良好的相关结果.进一步分析得出,Y-C6H4OH的pKa对logkN的影响最大(贡献率为90.46%),而取代基X的Hammett常数σX影响最小.     

2-(p-取代苯乙烯基)-3,3-二甲基-3 H-吲哚盐的合成及性能研究

2,3,3-三甲基-3 H-吲哚氢溴酸盐分别与五种取代苯甲醛在乙醇介质中反应,可得到五种新的2-(p-取代苯乙烯基)-3,3-二甲基-3H-吲哚氢溴酸盐(R=H(3a);Br(3b);MeO(3c);HO(3d);Me_2N(3e)]。研究了化合物3a-e的紫外光谱和Hammett常数的定量关系。以位移增量△λ_p,对△σ(△σ=σ_p-σ_m)作图可得到一条直线,说明它们紫外光谱的取代基效应遵守Hammett方程,即随着取代基给电子能力的增强,吸收带向红移。五个化合物以3e的光谱增感性能最好。