黄嘌呤异构体质子转移异构化反应机理的理论研究

采用量子化学密度泛函B3LYP/6-31G(d,p)和M06-2X/6-311++G(d,p)方法对黄嘌呤两种酮式异构体X(1,3,7)与X(1,3,9)间质子转移引起的互变异构反应机理进行了计算研究,获得了异构化反应过程的反应焓﹑活化吉布斯自由能和质子转移反应的速率常数等参数。水相计算采用极化连续(PCM)模型。结果表明,由于可能的氢迁移顺序差异,分子内由X(1,3,7)向X(1,3,9)异构化可能共有16条反应通道,涉及11个中间体和20个过渡态,其主反应通道速控步骤的活化吉布斯自由能为183.10k J/mol,速率常数为5.17×10-20s-1,其余各通道速控步骤活化吉布斯自由能均较高,而且整体水溶剂效应不利于质子转移的发生。     

由聚丙二醇二缩水甘油醚和甘油制备温敏性超支化聚合物

由聚丙二醇二缩水甘油醚和甘油通过质子转移聚合(proton transfer polymerization)一步法制备了端羟基的温敏性超支化聚醚.聚合产物的分子量(Mn)在1.76×104~2.43×104之间,玻璃化转变温度(Tg)在-31.5~-26.7℃之间,热分解温度(Td)在367~376℃之间.通过控制聚丙二醇二缩水甘油醚和甘油的投料比,实现了对温敏性超支化聚醚最低临界溶解温度(LCST)的调节,LCST可控制在28.3~39.6℃之间.     

两种喹啉类药物在水/硝基苯界面循环伏安研究

本文用循环伏安法研究了盐酸喹啉和8-羟基喹啉配合质子在水/硝基苯界面的转移过程, 讨论了水相pH值对其转移行为的影响, 探讨了有关转移过程的机理, 测定并计算了有关热力学参数。     

分子团簇内的化学反应

本文综述了分子团簇内化学反应研究的进展, 介绍了发生在团簇内部的电子或电荷转移、质子转移、Penning 电离、激发原子与分子的反应及双分子反应等各类反应的研究现状。     

HCO+和HOC+与C2H2气相质子转移反应的理论研究

在 HF,B3LYP和 QCISD(T)水平上研究了 HCO+和 HOC+与 C2 H2 的气相质子转移反应 .结果表明 :高级电子相关效应对研究质子转移过程极为重要 ;HCO+和 HOC+通过质子垂直进攻 C2 H2 的 π-键分别生成中间体 OC· HC2 H+2 和 CO· HC2 H+2 ,最终生成主要产物为π-质子化的乙炔 HC(H) CH+;对于质子转移反应 HOC+比 HCO+更为活泼 .计算结果与实验结果符合得较好 ,这将有助于理解星际化学以及燃烧化学中的质子转移过程     

C4H5N-(H2O)n氢键团簇的多光子电离与从头计算研究

在３５５、５３２ｎｍ激光波长下用ＴＯＦ质谱研究了Ｃ４Ｈ５Ｎ－（Ｈ２Ｏ）ｎ氢键团簇体系的多光子电离。二波长下均得到一系列Ｃ４Ｈ５Ｎ－（Ｈ２Ｏ）ｎ＾＋及质子化产物Ｃ４Ｈ５Ｎ－（Ｈ２Ｏ）ｎＨ＾＋。３５５ｎｍ下可能存在双光子共振电离过程,使得该波长下吡咯母体及团簇离子信号较５３２ｎｍ有明显增强。     

C4H5N-(H2O)n氢键团簇的多光子电离与从头计算研究

在355、532nm激光波长下用TOF质谱研究了C4H5N-(H2O)n氢键团簇体系的多光子电离。二波长下均得到一系列C4H5N-(H2O)n+及质子化产物C4H5N-(H2O)nH+。355nm下可能存在双光子共振电离过程,使得该波长下吡咯母体及团簇离子信号较532nm有明显增强。从头计算结果表明质子化产物的质子更可能连接于吡咯环的α-C原子,而不是N原子上,即光电离过程诱发了一个簇内的质子转移反应。在532nm下质子化产物的生成主要来自于一个发生于团簇内部的Penning电离或电荷转移过程。团簇的形成对吡咯光解产物的稳定化作用使得团簇系列C4H4N-(H2O)n+出现反常强度变化。     

取代基对2-(2-羟基苯基)苯并噻唑分子内氢键及质子转移的影响:密度泛函理论研究

运用密度泛函(DFT)和含时密度泛函(TD DFT)理论方法研究了在2-(2-羟基苯基)苯并噻唑(HBT)苯环羟基的邻位或对位分别引入羟基和醛基后的衍生物分子内质子转移过程,考察了取代基的电子效应及取代位置对分子内氢键和质子转移反应的影响,模拟计算了各分子的IR振动光谱和电子光谱.研究发现,HBT及其衍生物分子可以形成分子内氢键,且激发态时氢键增强.基态时以醇式构型稳定存在,激发态时酮式结构为优势构象.分子的最大吸收峰和发射峰主要源于电子从前线分子轨道HOMO到LUMO之间的跃迁.基态分子内质子转移需要越过较高的能垒因而难以发生,而激发态时只需越过较低能垒就很容易发生激发态分子内质子转移.取代基的电子效应和取代位置对HBT分子氢键强度、互变异构体的相对稳定性、电子光谱及质子转移反应的能垒均有一定影响.     

激发态分子内质子转移有机分子HBT的三阶非线性光学特性

以532nm皮秒脉冲作抽运光,采用单光束Z-扫描技术对具有激发态分子内质子转移效应的有机分子2-(2′-羟基苯基)苯并噻唑(HBT)在其双光子吸收区的非线性光学特性进行了研究.实验结果表明,对532nm波长的光,HBT分子存在明显的双光子吸收.通过拟合开孔Z-扫描实验数据,求解了HBT分子在其双光子吸收区的非线性吸收系数,并探讨了抽运光强度对介质双光子吸收效应的影响.采用高斯分解法,通过拟合闭孔Z-扫描除以开孔Z-扫描数据,理论推导并计算了在介质对抽运光存在非线性吸收的情况下HBT分子的非线性折射率,以及不同入射光强度时HBT分子的三阶非线性极化率实部和虚部的值.计算结果表明,理论分析与实验结果较好地符合,这些结果为进一步研究和开发此类材料的应用提供了理论与实验依据.     

Separation of Ions from Volatile Organic Compounds Using High-Field Asymmetric Waveform Ion Mobility Spectrometry-Mass Spectrometer

对高场非对称波形离子迁移谱-质谱联用(FAIMS-MS)进行了分析. FAIMS将离子从气态的挥发性有机化合物中分离出来. 采用真空紫外灯离子源在常压下对样品进行电离,紫外灯发射的光子能量为10.6 eV,波长116.5 nm. 迁移区由两块平行的金属平板电极构成,尺寸为10 mm×8 mm ×0.5 mm. 采用频率1 MHz、电压峰值1.36 kV、占空比30%的高场非对称方波电压,对丙酮、丁酮和两者混合物进行FAIMS-MS实验. 质谱结果表明,离子和中性分子之间存在分子离子反应,同时在丙酮和丁酮的混合物中有质子转移. 调节补偿电压从-30～10 V以0.1 V的步长扫描,实现了在质谱仪之前进行离子分离的功能.