29Si NMR研究St(o)iber反应的化学动力学

Stoiber反应以低分子量的醇为溶剂,由正硅酸乙酯(TEOS)在氨催化下水解缩聚形成高度分散的尺寸为5～2000 nm的球形SiO2颗粒,是溶胶-凝胶过程的典型反应.通过液体29Si NMR研究Stoiber反应水解和缩聚的动力学过程,确定了反应过程的中间体是Q10,而不是文献所说的Q61.得到了TEOS碱性条件下决速步的水解速率方程r=kh[TEOS][NH3]0.457·[H2O]0.051,其速率常数为kh＝7.32×10-3 mol-0.5·dm1.5·min-1 (T=25 ℃),利用过渡态理论得到决速步以外的反应方程的速率常数.同时得到了反应活化能Ea和指前因子A的值.结果表明,温度升高,所有反应的速率均增大,决速步的反应速率增大得较多,说明升高温度更有利于Q10的生成;水量的改变对所有反应速率几乎没有影响;催化剂的用量对其水解和缩聚速率影响较大.     

用2D NOESY和1H NMR弛豫研究月桂醇聚氧乙烯(23)醚(Brij-35)胶团的结构状态

浓度为100倍临界胶团浓度(cmc)的月桂醇聚氧乙烯(23)醚的¹H NMR自旋-晶格弛豫时间、自旋-自旋弛豫时间和核-核Overhauser效应谱表明,处于胶团核外面的亲水聚氧乙烯链呈卷曲收缩状均匀地堆积在胶团核的表面,在结构上形成了一个包含一定量水分子的厚而疏松的亲水网络层.亲水网络层是和溶剂(即水)相溶合的,这样可以作为一个过渡层保持胶团溶液的稳定.¹H NMR弛豫时间表明亲水聚氧乙烯链的运动和疏水烷基链的运动一样,都是受阻的.2D NOESY实验所观察到的胶团核外亲水链和它内部的疏水链质子间的相互作用,直接证明了Brij-35胶团亲水部分和疏水部分质子间距很短.     

Synthesis and characterization of novel heteronuclear complexes of Ln(Ⅲ)-Cu(Ⅱ) with non-cyclic polyether Schiff base

Nine novel heteronuclear complexes of Ln(Ⅲ)-Cu(Ⅱ) with salicylidene tetraethvlcne glycol diamine (SALTTA) have been synthesized and characterized.They have the general formulae [LnCu2(SALTTA)2(NO3)3](NO3)4 3H2O (Ln=La,Pr.Nd,Srn) and [LnCu3(SALTTA)3(NO3)5]-(NO3)4-4H2O (Ln=Gd,Tb,Er,Yb,Y).The IR spectra show that vc=N in the Ln(Ⅲ)-Cu(Ⅱ) het-eronuclear complexes are splitted up into two peaks with a far distance.It has been confirmed that oxygen atoms in oxyethylene of the ligand are not all coordinated to the central metal ions by both IR and NMR methods.     

季铵盐型双子表面活性剂C14-s-C14·2Br的聚集行为

用1H NMR弛豫、2D NOESY研究了双子表面活性剂14-s-14胶束在重水溶液中的聚集行为. 1H NMR自旋-晶格、自旋-自旋弛豫实验表明, 联结基团质子及其邻近的亚甲基质子的运动受到严重限制, 表明这些质子形成胶束疏水核的壳层；而远离极性头的疏水质子的运动则相对自由, 说明其位于胶束的内部. 14-s-14系列(s=2, 3, 4)的弛豫实验结果还表明, 联结基团越短, 分子的碳氢链在疏水核中的排列越紧密. 与14-4-14的对应单链表面活性剂TTAB相比, 它们的分子运动更受限制. 14-4-14的2D NOESY 谱给出了与16-4-16类似的交叉峰信息, 这表明14-4-14同16-4-16一样, 形成了表面不平滑的球形胶束. 因此, 烷烃链的长短对胶束中分子的排列方式没有影响.     

溶液中尼龙11的NMR弛豫研究

用 2DNMR(HMQC)技术归属了溶液中尼龙 11分子的主要1H和13 C NMR共振信号 ,并通过变温和变浓度 1H NMR弛豫时间的测定 ,得到了尼龙 11溶液中氢键结构变化的动力学信息 .结果表明 ,溶液中尼龙 11分子的弛豫行为与一般高聚物不同 ,随着温度升高 ,尼龙链间相互作用逐渐减弱 ,尼龙分子与溶剂小分子间相互作用逐渐增强 ,尼龙链间氢键逐渐离解 ,而离解出来的自由NH和CO基团又与溶剂小分子间生成氢键 .尼龙 11链卷曲堆积成无规线团状 ,一部分溶剂被包裹在内部并和α CO质子成为一个整体而一起运动 .变浓度实验弛豫过程呈现双指数特性 ,快弛豫部分随体系浓度增加而增多 ,表明聚合物溶液中凝聚缠结含量的增大 ,这种凝聚缠结是由溶液中氢键引起分子链物理交联成网而形成的 .随着浓度增加 ,溶液逐渐变成局部粘度较大的类似软固体     

液态29Si NMR研究TEOS/DDS混合体系的氨催化水解动力学

原位引入有机组分对氧化硅体系改性是合成有机-无机杂化硅材料的重要方法.利用原位的29Si液体核磁,研究了甲醇为溶剂、氨水催化条件下的四乙氧基硅烷（TEOS）和二甲基二乙氧基硅烷（DDS）原位共水解的动力学过程.通过改变反应体系中氨和水的浓度,拟合出单体及中间产物浓度随时间的变化曲线,得到了TEOS和DDS各自的水解速率常数以及相应各反应物的反应级数.与单前驱体水解一致的是,在双前驱体系中TEOS和DDS自身的反应级数仍保持一级,但是氨和水的反应级数都有不同程度的增大.与单前驱体水解速率方程相比,混合体系中TEOS的水解速率常数增大.同时,DDS在双前驱体中比单前驱体中的水解速率常数有很大程度的减少.水解动力学表明,TEOS和DDS在双前驱体体系中显示出更平行的水解速率.利用固体29SiMAS NMR,XPS及小角X射线散射（SAXS）手段对双前驱体体系研究得到的信息显示,碱催化条件下原位的TEOS水解中间物与DDS中间产物的原位共缩聚程度很弱.     

Conformation and dynamics of polyoxyethylene lauryl ether (Brij-35) chains in aqueous micellar solution studied by 2D NOESY and 1H NMR relaxation

Spin-lattice relaxation time, spin-spin relaxation time and two-dimensional nuclear Overhauser enhancement spectroscopy (2D NOESY) experiments of polyoxyethylene lauryl ether (Brij-35) micelles in aqueous solutions at a concentration of 100 times the critical micellar concentration (cmc) give direct evidence that the hydrophilic polyoxyethylene chains, staying in the exterior of the micellar core, are coiled, bent and aligned around the micellar core with a certain number of water molecules included. This hydrophilic layer is in contact with the solvent, water, keeping the micellar solution stable. 1H NMR relaxation time measurements show that the first oxyethylene group next to the alkyl chain participates in the formation of the surface area of the micellar core. The motion of the hydrophilic polyoxyethylene chains is less restricted as compared with the hy-drophobic alkyl chains.     

SUBSTITUENT CHEMICAL SHIFT (SCS) AND THE SEQUENCE STRUCTURE OF ETHYLENE-VINYL ALCOHOL COPOLYMERS

Three ethylene-vinyl alcohol copolymers were studied by means of the substituent chemical shift (SCS) method. The SCS parameters of hydroxy (-OH) in two different solvents were obtained: in deuterium oxide/phenol (20/80 W/W ) the parameters are S_1 = 42.77±0.08ppm, S_2 = 7.15±0.06 ppm, S_3 (s)= -4.08±0.02ppm, S_3 (t) =-3.09±0.20ppm,S_4 = 0.48±0.03ppm, S_5 = 0.26±0.05ppm. In o-dichloro-benzen-d_4 S_1(s)=44.79±0.61ppm, S_2=7.40±0.00ppm, S_3(s)=-4.51±0.17ppm, S_3(t)=-3.13 ±0.00 ppm, S_4 =0.63±0.04ppm, S_5=0.36±0.00ppm.Simultaneously the ~(13)CNMR spectra of EVA copolymers were assigned by using the SCS parameters obtained.     

三氟乙酸溶液中尼龙6链凝聚缠结的NMR弛豫研究

采用1D和2DNMR技术,归属了三氟乙酸(TFA)溶液中尼龙6链上的主要¹HNMR共振信号.不同温度下测定的自旋-自旋弛豫时间(t2)提供了大分子主链间凝聚缠结及TFA溶液中尼龙6链随温度变化的动力学信息.结果表明,尼龙6主链上亚甲基基团有不同程度的凝聚缠结,距离CO和NH基团越远,凝聚缠结越明显.与CO和NH基团相连的亚甲基基团的缠结不很明显,主要是因为尼龙6链间氢键的存在.升高温度,热运动加快,这些凝聚缠结逐渐减弱.NH质子的t2H值几乎不随温度变化,TFA质子的t2H值随温度升高而快速下降,表明尼龙6链间氢键随温度升高而破坏,TFA质子又与因温度升高而从尼龙6中释放出来的自由NH和CO基团形成新的氢键.     

NMR研究溶液中正十四烷基硫酸钠/正十四烷基聚氧乙烯醚(3)表面活性剂之间的相互作用

采用¹HNMR弛豫、自扩散系数和二维相敏(2DNOESY)实验研究了正十四烷基硫酸钠[n-CH₃(CH₂)₁₃OSO₃Na(STS)]和正十四烷基聚氧乙烯醚(3)[n-CH₃(CH₂)₁₃O(C₂H₄O)₃H(C₁₄E₃)]在溶液中的自聚集以及二者混合后的相互作用.结果表明,STS与C₁₄E₃混合后存在相互作用,并形成混合胶束;弛豫实验表明,混合胶束中STS疏水链质子运动更加受阻,C₁₄E₃的α-(4″)和β-CH₂(3″)处链堆积紧密.C₁₄E₃的亲水端(CH₂CH₂0)₃链卷曲紧贴在疏水壳表面外链堆积较紧密处.自扩散系数测量表明,混合胶束比单一阴离子表面活性剂形成的胶束大.单一非离子型胶束和混合胶束的亲水端(CH₂CH₂0)₃(5″)链构成相应较软和松散的外壳.单一C₁₄E₃在极性溶剂氯仿溶液中,质子运动比在水中自由度大,但2DNOESY谱中出现了少量分子间的交叉峰,也可能形成了一些小的聚集体.