科教融合式本科实验教学初探：4CzIPN的制备、表征及催化性能探究

可见光催化作为当前国际学术研究前沿热点,吸引了化学工作者的广泛关注,而在本科生有机化学教学实验中鲜有涉及。本实验将通过模块设计,将有机光催化剂4CzIPN的制备与表征、光电性能研究及光其催化反应性能研究融入到本科实验教学之中,是对现有碎片化实验课的升级尝试与创新,属于典型的科教融合的教学案例,实验过程中涉及多种实验技能以及仪器分析手段,对于学生系统性熟悉科研流程、理解化学反应过程、提升综合科研素养以及培养创新实验探究能力具有重要意义。     

全取代环戊基六元瓜环晶体制备及其晶体结构研究

研究了对全取代环戊基六元瓜环(CyP6Q6)与结构诱导剂ZnCl2在稀盐酸条件下长的晶体进行X-射线单晶衍射分析.通过实验得到一个新的晶体,其结构表明,晶体属于斜方晶系,空间群为P21/n,a=27.599(7)(A),6=17.393(7)(A),c=18.265(5)(A),α=90.00°,β=93.369(6)°,γ=90.00°,Z=4,R=0.046,其中结构中出现了蜂巢效应并且形成了较大的孔道.     

3-取代-3-苯基-1-茚酮类化合物的合成

以3-苯基-1-茚酮（1）为原料,THF为溶剂,二异丙基氨基锂（LDA）为碱,与碘代烷（RI）经亲核取代反应合成了4个3-取代-3-苯基-1-茚酮类化合物（3a~3d),其中3b~3d为新化合物,其结构经¹H NMR, ¹³C NMR 和EI-GC-MS表征。在最佳反应条件［1 1.0 eq., LDA/RI=2.1/1.5（当量比）,于0 ℃~rt反应5 h］下,3a~3d收率为70％～80％。     

新型取代苯乙醇葡萄糖氧苷的合成及其抗缺氧活性

以取代苯甲醛为原料,经Wittig反应、水解反应和NaBH₄还原反应制得5个取代苯乙醇衍生物（4a~4e）;以4a~4e和其他芳乙醇（4f~4r）为原料,依次与全乙酰化溴代葡萄糖经Koenigs-Knorr偶联和MeONa/MeOH脱除乙酰保护基,合成了18个取代苯乙醇葡萄糖氧苷类似物（5a~5r,其中5b~5r为新化合物）,其结构经¹H NMR和HR-MS（ESI）表征。采用MTT法研究了5a~5r对缺氧损伤的内皮细胞（EA.hy926）代谢活力的影响。结果表明：5e, 5g, 5m, 5p, 5q和5r对EA.hy926的保护作用优于红景天苷。     

新型含双酚衍生物三枝氟硼二吡咯染料的合成及其光物理性能

以三聚氯氰为原料合成含醛基的二酚氧基取代中间体（1）; 1分别与酚衍生物（2a~2e）经取代反应制得三酚氧基中间体（3a~3e）; 3a~3e经缩合、氧化和配位等反应合成了5个新型的含双酚衍生物三枝氟硼二吡咯（BODIPY）荧光染料（4a~4e）,其结构经¹H NMR, ¹³C NMR和HR-MS(ESI)表征。4a~4e的最大吸收波长和发射波长分别位于499 nm和508 nm,荧光量子产率为0.41~0.55,显示出BODIPY荧光核典型的光物理性能。     

单端与双端氨基聚乙二醇的制备

用Mitsunobu反应改进盖布瑞尔合成法,以邻苯二甲酰亚胺为原料,分别制得单端和双端取代的聚乙二醇衍生物（3和5）; 3和5经肼解反应制得单端和双端氨基取代的聚乙二醇,其结构经¹H NMR和MS（ESI）确证。     

不同取代基对苯系物三维荧光光谱特征的影响

采用F-7000荧光光谱仪分别研究了14种苯系物在不同浓度时的三维荧光光谱特征,探讨了各物质三维荧光光谱特征与其结构特性之间的关系。结果表明：苯环上取代基的结构、位置及数量均会影响苯系物的荧光特征。其中苯、甲苯、乙苯、丙苯、异丙苯、二甲苯、均三甲苯荧光峰λ_ех/λ_еm=205~215 nm/280~295 nm;苯乙烯荧光峰λ_ех/λ_еm=230/345 nm;苯酚的两个荧光峰λ_ех/λ_еm=220/300和270/295 nm;苯胺两个荧光峰λ_ех/λ_еm=235/335和280/335 nm;氯苯有一个荧光峰λ_ех/λ_еm=215/290 nm;硝基苯无明显荧光信号。由于甲基、乙基等烷基与苯环直接相连的碳原子扩大了苯环刚性平面,1 mg·L-1浓度条件下,与苯相比较：甲苯和乙苯的荧光强度FI分别增强了10.62和9.45倍,λ_ех红移5 nm;对二甲苯、三甲苯、间二甲苯、邻二甲苯的FI增强倍数分别为5.49,4.87,2.14和1.33,说明烷基类取代基中与苯环共面、非共面碳原子的数量都会影响物质的荧光特性。苯乙烯的乙烯基团扩大刚性平面的同时,不饱和双键降低了其激发所需能量,苯乙烯浓度为0.002 mg·L-1的荧光强度与10 mg·L-1的乙苯荧光强度相当,λ_ех相对乙苯红移了20 nm。给电子基团-OH和-NH₂对苯环荧光强度的影响介于烷基与不饱和键之间,其n电子与苯环π体系形成了P-π共轭结构,刚性平面扩大,荧光强度增强,荧光光谱红移;含得电子基团-NO和-Cl类物质的n→π₁*跃迁属于禁戒跃迁,产生的激发态分子数较少,同时系间窜越作用强于π₁*→S₁,理论上荧光较弱或不发荧光,实验结果与理论一致。     

含芳氧乙酰基和间-三氟甲基苯基的双酰胺化合物的合成及其除草活性

通过组合不同除草作用机制的活性基团,采用芳氧乙酸为酸组分的Ugi四组分反应合成了一系列芳氧乙酰基和间三氟甲基苯基片段的双酰胺化合物3a~3v,采用IR、¹H NMR、EI-MS和元素分析等技术手段对其结构进行了表征。 温室盆栽测试结果表明,部分目标化合物对油菜、反枝苋、稗草和马唐表现出中等至良好的除草活性,如化合物3r在温室盆栽时,在1.5 kg/ha剂量下,在苗前处理时对反枝苋和马唐显示出100%的抑制活性;在苗后处理时对马唐显示出100%的抑制活性。 初步探讨了目标化合物的构效关系。     

β位取代基对咔咯锰(Ⅴ)氧配合物电子吸收光谱的影响

采用含时密度泛函理论(TDDFT)和B3LYP方法对一系列β位咔咯锰(Ⅴ)氧配合物的几何结构、前线轨道、自然键轨道和电子吸收光谱进行了计算。并探讨了β位取代基对咔咯锰(Ⅴ)氧配合物电子吸收光谱的影响。结果显示β位取代基效应中的空间效应是能导致该体系电子吸收光谱Soret带和Q带红移。β位取代基的空间位阻大时,导致配合物的咔咯环产生严重扭曲,引起Soret带和Q带吸收峰的ΔE能隙减小,导致Soret带和Q带发生红移。     

新型二(取代苯基亚甲基)丙酮的合成

以稀碱为催化剂,取代苯甲醛或取代水杨醛分别与丙酮于室温经Claisen－Schmidt缩合反应合成了10个新型的二（取代苯基亚甲基）丙酮化合物（2a~2j）,其结构经¹H NMR, IR, ESI-MS和元素分析表征。