CX3NO(X=F、Cl)分子结构和稳定性的ab initio研究

本文用STO-3G基组对分子CF_3NO(1)、CF_2ClNO(2)、CFCI_2NO(3)和CCl_3NO(4)的各种可能存在的稳定构型进行了研究. 结果表明:(1) 卤素与氧在同侧的构型比其它构型稳定; (2) 在同一分子中, Cl与O同侧比F与O同侧更为稳定; (3) 分子从1至4稳定性下降. 本文计算结果与实验符合较好。     

CX3NO2(X=F,Cl)分子结构的稳定性

分子CF_3NO_2(1)、CF_2CINO_2(2)、CFCl_2NO_2(3)和CCl_3NO_2(4)在光化学和大气化学中是一类重要的分子。虽然它们的许多性质被广泛研究,但是从理论上尤其是ab initio分子轨道法对它们分子结构和化学键的研究报导极少。本文在ab initio/STO-3G水平上,全构型优化,系统地研究了这类分子的结构和各种构型的稳定性,并与实验以及CX_3NO(X=F,Cl)的结构进行了比较。计算采用Gaussian-82程序。在VAX-8350计算机上完成。结果和讨论分子各种稳定构型的键长、键角、Hartree-Fock能量、电荷密度及偶极矩列于表1至表3。     

低温基质隔离红外光谱和从头算研究CF~2O...IF

在10K Ar和Xe基质中测得CF_2O…IF的两种分子间配合物A和B的红外光谱,观察到A和B之间的异构化反应.采用量子化学从头计算,在MP_2/LANL2DZ水平上计算得到A和B的平衡构型的结构参数和振动频率.IF与CF_2O的相互作用引起CF_2O的C(?)O双键伸长、C—F键缩短,导致v_C=O的红移和V_(CF_2)的蓝移.由势能曲线可看出,A的势能比B高23kJ/mol,表明B比A稳定,升温能够发生A向B的转化.     

CX_3NO(X=H,F,Cl)分子结构稳定性的Ab initio研究

CH_3NO(1)、CH_2FNO(2)、CHF_2NO(3)、CH_2ClNO(4)、CHCl_2NO(5)、CHCIFNO(6)、CF_3NO(7)和CCl_3NO(8)是一类重要的光化学分子,它们稳定性差、寿命短,实验研究其结构及稳定性较困难,仅CH_3NO、CF_3NO和CCl_3NO分子有理论研究,其余均未见报道,本文用ab initio方法在STO-3G水平上研究了上述分子结构稳定性,还用STO/     

亚磺化脱卤研究 Ⅶ.全氟碘代烷与SO_3~-的反应

全氟碘代烷R_FI[R_F=CF_3(CF_2)_5(1a);H(CF_2)_4(1b);H(CF_2)8(1c);Cl(CF_2)_4(1d);Cl(CF_2)_6(1e);Cl(CF_2)_8(1f);NaO_3S(CF_2)2O(CF_)_2(1g);NaO_3S(CF_2)_2O(CF_2)_4(1h)]及α,ω-二碘化物I(CF_2)_n[n=4(1i);n=6(1j)]与Ce~(4+)-亚硫酸氢钠于70℃左右、pH3～4的溶液中反应,形成相应的全氟烷基亚磺酸盐,产率70～85％.全氟氯代烷和全氟溴代烷在同样条件下未能发生反应.     

亚磺化脱卤研究 Ⅸ.仲碘代全氟烷的合成及其反应研究

合成了仲碘代全氟烷衍生物CF_3CFI(CF_2)_2O(CF_2)_2SO_2F(3),CF_3CFI(CF_2)_2O(CF_2)_2SO_3Na(4),CF_3GFI(CF_2)_nCl(7an=2;7bn=4)及CF_3(GF_2)_2OCFICF_3(8),研究了它们与连二亚硫酸钠的反应,并用烯烃作为自由基截捕剂加入更应体系中,得到了1∶1仲碘代全氟烷与各类烯烃的加成物.     

亚磺化脱卤研究 Ⅵ.带极性取代基的伯碘代全氟烷的亚磺化脱碘

本文研究了取代基对亚磺化脱碘反应的影响.带极性取代基的碘代全氟烷I(CF_2)_nO(CF_2)_2-SO_3Na(1a～1c,n=2,4,6)、I(CF_2)_nOCF_2CO_2Na(2a～2b,n=2,4)、I(CF_2)_2O(CF_2)_2SO_2K(3)及I(CF_2)_4OCF_2CONH_2(4)于水溶液中在温和的条件下可与连二亚硫酸钠进行亚磺化脱碘反应,生成相应取代的全氟烷基亚磺酸盐NaO_2S(CF_2)_nO(CF_2)_2SO_3Na(5a～5c,n=2,4,6)、NaO_2S(CF_2)_n-OCF_2CO_2Na(6a～6b,n=2,4)、NaO_28(CF_2)_2O(CF_2)_2SO_2K(7)及NaO_2S(CF_2)_4OCF_2CONH_2(8).这些亚磺酸盐均可按常规方法转化成相应取代的磺酰氯,从而提供了合成带这些取代基的全氟烷基亚磺酸盐及磺酸等衍生物的方便途径.     

NO双分子在Cu2O(111)面吸附与解离的理论研究

采用广义梯度密度泛函理论结合周期平板模型方法, 在DNP基组下, 研究了NO双分子在三重态和单重态两种电子组态下在Cu2O(111)完整表面的吸附情况. 考虑了Cu+(NO)(NO)、Cu+(NO)(ON)及Cu+(ON)(ON)这三种构型, 计算了它们的吸附能和Mulliken电荷, 分析并预测了吸附后可能产生的物种. 结果表明, 当两个NO分子都以O端吸附在Cu2O(111)表面时即Cu+(ON)(ON)构型, N—N键长很短, 只有124.4 pm, 吸附的两个NO分子形成了二聚体形式, 这种吸附构型有利于进一步离解产生N2或N2O并形成Cu-O表面物种.     

CeO_2用于柴油机尾气NO还原的DFT研究

采用密度泛函理论广义梯度近似的RPBE方法结合周期性平板模型研究了NO分子分别以N端和O端两种吸附形式在洁净的以及具有氧空穴的CeO_2(110)表面的吸附行为。对比了不同的吸附位及不同覆盖度下的几何构型参数与吸附能。研究结果表明:CeO_2(110)表面O原子上的吸附构型为较稳定的吸附构型,且N端吸附较O端有利;NO在洁净CeO_2(110)表面为物理吸附;当CeO_2(110)表面存在氧空穴时,吸附能明显增大且均大于40 k J·mol~(-1),为化学吸附;覆盖度为0.25 m L时的吸附比较稳定。计算了NO分子吸附前后的态密度以及电荷密度,研究发现:NO分子与底物之间具有相互作用,且整个吸附体系发生了电荷从Ce原子向NO分子的转移,O端吸附时转移的电荷较N端的多。     

2-(2′-氨基苯基)苯并咪唑衍生物分子内质子转移理论研究:取代基效应

研究了2-(2′-氨基苯基)苯并咪唑(APBI)氨基中一个H被CH3(E-C),SiH3(E-OSi),NH2(E-N),COH(E-CO),NO2(E-NO2),CF3(E-F),CN(E-CN3),OMe(E-OMe),COCH3(E-CC),Ts(E-S),p-CH3C6H4CO(E-C=O)和p-CH3C6H4NHCO(E-NH)取代后,其基态及激发态分子内质子转移(ESIPT)性质的变化规律.结果表明各衍生物基态最稳定构型为烯醇式构型E,次稳定构型旋转异构体R,酮式构型K只有当取代基为E-CN3,E-F,E-NO2,E-N,E-OMe和E-S时才存在.基态各环的核独立化学位移(NICS)研究表明取代基的引入会影响APBI环电子离域性.所有APBI衍生物都能发生激发态分子内质子转移,当引入取代基为E-CN3,E-N或E-OMe时,所得的APBI衍生物S1态分子内质子转移是无能垒过程;引入取代基为E-C,E-C=O或E-OSi时,对APBI的ESIPT势能面基本无影响,而当取代基为E-CC,E-NH,E-CO,E-F,E-NO2和E-S时,使得S1态APBI的K*构型能量低于E*.     

离子交换剂合成文摘

从具有X(CF_2)k(OCFR_fCF_2)_1OCF(CF_2O)_2侧链(X=离子交换基因;R_f=F,全氟烃基;k=整数≥1;1=整数≥0)的含氟聚合物制得了离子交换剂。将单体混合物[FSO_2CF_2CF_2OCFCCF_2OCF:CF_2)_285％,FSO_2CF_2CF_2OCF(CF_2OCF:CF_2)(CF_2OCFHCF_3)7％,和环全氟化合物16％]10份,过氧化碳酸二异丙酯0.3份,C_7F_(18)CO_2Na0.05份和H_2O25份的混合物在40℃     

咪唑桥连双核铜SOD模拟物的电子结构及催化活性的理论研究

利用半经验PM3和密度泛函B3LYP方法研究了β环糊精咪唑桥连双核铜SOD模拟物({[Cu(L)·(H2O)(β-CD)]2(im)}3+)、模拟物的衍生物及模拟物与底物分子结合的复合物分子的电子结构, 运用自然键轨道(NBO)方法对该体系的电荷分布及成键特征进行了分析. 计算结果表明, 该模拟物中核心Cu离子与配体H2O分子的结合较弱, 在进行超氧阴离子自由基催化反应中可被其它配体所取代. 胍基的存在使得超氧化物歧化酶中Cu所带的正电荷增多, 而有利于催化反应的进行. 与其它配位原子相比, 与两个五元环连接的N原子与Cu配位能力相对下降, 这也将有利于提高Cu离子与底物的结合能力. 由于自由基分子形式, 使得超氧化物歧化酶模拟物与反应底物(O2·-)在酸性条件下结合后的络合物中五重态构型比相应的单重态构型更加稳定. 同时双核之间的咪唑桥环也对稳定该模拟物的构型起到了一定的作用.     

二氧化三氮(N3O2)中性分子和离子的一些重要反应过程的理论研究

二重态的N3O2中性分子作为中间体, 在N3O2阴离子的光解离反应和NO+N2O←→N2+NO2反应中均起重要作用. 在CCSD(T)/6-311G(d,p)//B3LYP/6-311G(d,p)+ZPE的水平上, 对这两个反应进行了理论计算. 结果表明, 在N3O2阴离子的光解离反应中, 该阴离子先在光照下解离为与其具有相同的W构型的中性分子和一个电子, 这个中性分子是一个过渡态, 它将打破C2v构型变成具有Cs对称性的W型中间异构体, 然后再经过一个过渡态, 裂解成N2O+NO两个小分子. 这个裂解过程的能垒非常低(5.96 kJ/mol), 因此在实验中很难检测到W型的中间异构体. 在另一个重要的[N3O2]体系的反应(NO+N2O←→N2+NO2)中, 找到了两条反应通道, 其中不经过中间异构体的一步转化通道更为可行.     

SO_2对NO催化氧化过程的影响 Ⅴ.NiO/γAl_2O_3上SO_2的作用机理

采用程序升温脱附 (TPD)及漫反射原位红外光谱 (DRIFT)技术分析比较了SO2 存在前后 ,NO O2 反应气体在NiO/γ Al2 O3 催化剂上所形成吸附物种的变化情况 ,发现SO2 能促使硝酸盐物种在低温分解并释放出NO2 ,而且耐热稳定的硝酸盐物种也比单纯NO O2 吸附时多 .室温时催化剂表面上的SO2 以弱吸附物种为主 ,特征红外吸收峰位于 13 2 4cm-1附近 ,温度升高后表面硫酸盐物种数量增多 .关联SO2 气氛中NO2 的生成规律后得出 ,类似于铅室反应中间体的多分子吸附物种[NO2 (SO3 ) x]是产生NO2 的活性物种 ,由SO2 在载体或催化剂表面弱碱位吸附后吸引气相NO所产生 ,解离O-起到稳定活性物种和补充弱碱位的作用 .同时该物种也是毒性物质SO2 -4的前驱体 ,当NO氧化反应发生后催化剂的失活也开始了 .     

N2O…HOCl复合物结构和性质的理论研究

分别在DFT-B3LYP和MP2/6-311++G**水平上求得HOCl + N2O复合物势能面上的六种(S1, S2, S3, S4, S5和S6)和四种(S1, S2, S4和S5)构型. 频率分析表明,其中的S1和S3为过渡态,其它为稳定构型. 在复合物S3, S5 和S6中,HOCl 单体的σ*(5O-6H)作为质子供体,与N2O单体中作为质子受体的3O原子相互作用,形成氢键结构,而在氢键复合物S2中, 质子受体为N2O单体中的端1N原子;复合物S1中,HOCl分子的σ*(5O-4Cl)作为质子供体与N2O分子中的端1N原子(质子受体)相互作用,形成卤键结构,而复合物S4中的卤键结构的质子受体为N2O分子中的端3O原子. 经B3LYP/6-311++G**水平上的计算,考虑了基组重叠误差(BSSE)校正的单体间相互作用能在-1.56 ~ -8.73 kJ·mol-1之间. 采用自然键轨道理论(NBO)对两种单体间相互作用的本质进行了考查,并通过分子中原子理论(AIM)分析了复合物中氢键和卤键键鞍点处的电子密度拓扑性质.     

含不同芳香取代基的肼基二硫代甲酸甲酯-Ga~(3+)配合物的合成及抑菌活性

设计合成了4种含不同芳香取代基团的肼基二硫代甲酸甲酯配体(2-乙酰基吡啶肼基二硫代甲酸甲酯(L1-H)、2-甲酰基吡啶肼基二硫代甲酸甲酯(L2-H)、2-甲酰基噻吩肼基二硫代甲酸甲酯(L3-H)、2-甲酰基水杨醛肼基二硫代甲酸甲酯(L4-H))的镓配合物,对它们的抑菌活性进行了测试,并讨论了配体分子中不同芳香取代基对配合物抑菌活性的影响。在模拟生理条件下,L-H与Ga3+生成较稳定的单核配合物[Ga(L1)2]NO3(1)、[Ga(L2)2]NO3(2)、[Ga(L3)2]NO3(3)、[Ga(L4)2]NO3(4),各配合物对金黄色葡萄球菌和大肠杆菌表现出比Ga(NO3)3·9H2O强的抑制活性,抑制金黄色葡萄球菌的能力高于大肠杆菌,其中,1和2的活性比相应配体高,其余2个配合物与其配体之间无明显活性差异。L1-H和L2-H分子中吡啶基的较强吸电子效应可能是1和2具有较强抑菌活性的主要原因。4种配合物抑制黑曲霉生长的活性同样高于Ga(NO3)3·9H2O,其中3最强,并显著高于L3-H,其余配合物与相应配体间无活性差异。     

O(3^P)+C~2F~4反应的动力学过程

对O(~3P+C_2F_4反应动力学的详细研究始于1976年.交叉分子束实验和流动余辉实验相继测得该反应的分支比,角分布和速度分布及内态分布.Bogan用相空间理论对该反应进行了近似计算.本文则由前文的结果,通过机制分析得到CF_2(~3B_1)的初生弯曲振动态相对布居和C_2F_4对CF_2(~3B_1)的弯曲振动弛豫常数,并对该结果进行了分析和讨论. 初生内能态分布和振动弛豫常数的计算前文结果如表1所示.其中C_2F_4的分气压由测得的总气压随C_2F_4流量的变化而推得,表中同时给出了态分布的拟合值. 产生观察到的内能态布居的过程可概括如下:     

单核和双核钴羰基-亚硝基配合物的理论研究

利用密度泛函理论研究了钴羰基-亚硝基配合物Co(NO)(CO)n (n=1～4) 和Co2(NO)2(CO)n(n=2～5)体系.Co(NO)(CO)n (n=1～4)的低能构型和前人研究的等电子体Ni(CO)n+1类似,并且理论预测还可能存在热力学不稳定的具有弯曲的NO配体的Co(NO)(CO)4.理论预测Co2(NO)2(CO)n (n=2～5)的各不同异构体的构型非常相似,能量也很接近,因此其势能面非常复杂,但是其异构体的构型与前人理论预测的等电子体Ni2(CO)n+2非常类似,即Co2(NO)2(CO)5,Co2(NO)2(CO)4和Co2(NO)2(CO)3分别有1,2和3个桥配体.离解能计算表明,对双核钴化合物,羰基解离将比Co-Co键断裂更容易.     

低温下Na //Cl-,SO42-,NO3-,H2O体系相平衡研究

采用等温溶解平衡法研究了四元体系Na+//Cl-,SO42-,NO-3-H2O在5、0、-5与-15℃下的相平衡关系。结果表明,4个温度下体系无复盐形成,平衡相图的构型基本一致;平衡相图均由3个结晶区(Na2SO4·10H2O、Na Cl和Na NO3)、3条单变量曲线(Na Cl-Na2SO4·10H2O、Na Cl-Na NO3、Na NO3-Na2SO4·10H2O)及1个共饱点(Na Cl-Na NO3-Na2SO4·10H2O)组成;4个温度下的平衡相图相比,随着温度的下降Na2SO4·10H2O结晶区不断扩大,Na Cl和Na NO3结晶区相对缩小;与该体系常温下的平衡相图相比,由于无复盐形成,低温下的相图大为简化。     

有机氟化学的新进展

本文综述氟有机化学的最新进展。论及:1.气溶胶直接氟化法,新的温和的氟化试剂——CH_3CO_2F,N-氟代二氢吡咯酮,R_F(?)(C_6H_5)CF_3SO_3(?)和喷雾干燥的KF。2.合成全氟烷基磺酸的新方法,如全氟烷基碘在金属活化下与SO_2在DMF中的反应,又如I(CF_2)_2O(CF_2)_2SO_2F与C_2F_4调聚和全氟卤代烷的亚磺化脱碘反应。3.惰性—CF_2—及—CF_3的新反应,如五氟一氯丙酮与KF的反应,多氯氟乙烷与硫酚钠的反应。4.具有生理活性的氟化物,如抗癌物fluorosesqisiloxane,杀虫剂29-fluorositosterol。