HZSM-5分子筛催化合成乙酰水杨酸——推荐一个半微量有机化学实验

设计了一个以水杨酸和乙酸酐为原料,以HZSM-5分子筛为催化剂,在室温或加热条件下高效合成乙酰水杨酸的半微量有机化学实验。与经典实验方法相比,新实验具有反应易于操作、产率高、污染小等优点,更符合绿色化学教学理念。     

具有μ-OH,μ-O_2双钴核结构的基于多吡啶配体的配合物催化水氧化反应的能力（英文）

化石燃料的大量使用已经带来了一系列的环境问题,开发和使用可再生的清洁能源十分有必要.氢能可以作为传统化石燃料的理想替代品,因为它不但清洁而且热值高.受光合作用启发的水裂解反应被认为是一种将太阳能转化为氢能的理想途径.水裂解包括两个半反应,即水的氧化(2H_2O→4H~++O_2+4e~–)和质子的还原(4H~++4e~–→2H_2).水氧化反应需要高的活化能,因此它也被认为是水裂解反应的瓶颈步骤.为了提高水氧化反应的效率,已经有很多关于水氧化催化剂的研究工作被开展.然而,迄今为止,寻找高效的水氧化催化剂仍然是巨大挑战.考虑到成本以及丰度的因素,基于第一过渡系金属的水氧化催化剂日益受人关注.相比于多相水氧化催化剂,均相的水氧化催化剂,特别是基于有机配合物的均相催化剂,在结构调变,机理研究方面更具有优势.均相的水氧化催化剂主要分两类:无机的多金属氧酸盐和基于有机配体的配合物.在所有的均相的水氧化催化剂中,含钴的配合物被广泛研究,因为在光驱动水氧化反应中它们通常能表现出来较好的活性.很多研究工作都集中于研究多核的含钴的均相催化剂,特别是具有Co_4O_4框架立方烷结构的配合物,因为它们具有类似于自然界光合作用光系统Ⅱ活性中心Mn4CaO_5簇的结构.例如,Co_4O_4(Ac)_4(py)_4簇以及相关衍生物曾被报道过用于水氧化反应,然而Nocera等人发现该化合物本身没有活性(J.Am.Chem.Soc.,2014,136,17681–17688),表观的活性来源于催化剂合成过程中引入的二价钴离子.2014年,一个具有双核钴核心结构的多吡啶配合物[(TPA)Co~Ⅲ(μ-OH)(μ-O_2)Co~Ⅲ(TPA)](ClO_4)_3被报道具有催化光驱动水氧化反应的能力.然而随后的研究工作(ACS Catal.,2016,6,5062-5068)表明其表观活性也是来自于自由钴离子杂质,纯的化合物是没有活性的.在检查一个均相分子水氧化催化剂的时候,应当进行充分的实验,特别是对于钴基的水氧化催化剂.因为在合成含钴配合物的过程中可能引入杂质钴离子,杂质钴离子在反应过程中会转化为CoO_x,它本身就是很常见的高效的水氧化催化剂.在定性一个真正的均相的钴基水氧化催化剂之前,这一可能性必须要被排除.在这里我们报道了另外一个同样以双三价钴离子为核心的,具有μ-OH,μ-O_2结构的基于多吡啶配体的均相配合物.我们通过一系列的实验验证了它催化光驱动水氧化反应的能力.实验证明,该化合物没有催化活性,表观活性依然是来自于合成过程中引入的杂质钴离子.这一结果与之前的报道相比,既是进一步的探索,也是一个很好的补充.结合前人的工作,我们发现并总结了一个规律:以双核三价钴为核心的,拥有μ-OH,μ-O_2核心结构的基于多吡啶配体的配合物不适合被选用于催化光驱动水氧化反应.这一发现能为高效水氧化催化剂的开发设计提供见解与指导.     

聚N,N-二乙基丙烯酰胺低聚物水溶液的分子动力学研究

对50个单元构成的聚N,N-二乙基丙烯酰胺(PDEA)低聚物的水溶液体系进行了分子动力学的研究,分别模拟了300 K时的伸展链、310 K时的伸展链以及紧缩链与水构成的体系,对溶液中PDEA周围溶剂水分子的分布情况以及水分子形成氢键的情况进行了统计,结果表明在PDEA周围的水产生了比本体水更有序的结构,形成了更多的氢键,这种有序结构维持到第二水合层甚至更远.发生相分离后,PDEA与水分子形成的氢键大部分未被破坏,水合层中每个水分子形成的氢键数也没有明显变化,但水合层(形成有序结构的水分子)内水分子数目的减少使得总的氢键数目减少,从而造成体系能量增加及熵增加.同时还研究了聚合物及水分子的自扩散系数,表明PDEA影响周围水分子结构的同时,对水的动力学性质也产生了很大影响.     

(20S)-20-羟基胆甾烷-3,16-二酮的合成

以妊娠双烯醇酮醋酸酯为起始原料, 经过7步反应以13.1%的总收率合成了一个具有抗4种肿瘤细胞(ED₅₀＝1 μg/mL)的海洋天然产物(20S)-20-羟基胆甾烷-3,16-二酮. 关键反应为底物控制的不对称杂原子共轭加成反应.     

基于[(Tp)Fe(CN)3]-氰根桥联异金属三核配合物的合成、晶体结构及磁性

采用[(Tp)Fe(CN)3]-(Tp=hydrotris(pyrazolyl)borate)与[NiL](ClO4)2(L=3,10-bis(2-bydroxyethyl)-1,3,5,8,10,12-hexaazacyclotetra-decane)反应,合成了氰根桥联的异金属三核配合物[NiL][(Tp)Fe(CN)3]2·4H2O(1),并对其结构和磁性进行了研究.该化合物晶体属于正交晶系,Pbca空间群.配合物1中,Ni(Ⅱ)大环与2 [(Tp)re(CN)3]-通过氰根桥联,形成近似直线的三核结构.Ni原子的配位采取六配位稍畸变的八面体构型.其中大环配体上的4个N原子占据赤道平面而桥联氰根的2个N原子占据轴向位置.磁性测定表明在2-300 K的温度范围内,Ni(Ⅱ)和Fe(Ⅲ)之间通过桥联的氰根产生弱的铁磁相互作用.用哈密顿函数H=-2J(SFel·SNi SFe2·SNi)对其XMT-T曲线进行了拟合,得到1的朗德因子g=2.35和交换常数J=8.13 cm-1.最后,对配合物的结构与磁性的关系进行了讨论.     

播娘蒿籽可溶有机质的分布特征及生物化学意义

播娘蒿籽经溶剂抽提得脂溶性物质,再经正己烷沉淀沥青质,得到可溶有机质.然后采用柱色谱分离方法,将可溶有机质分离为非极性馏分(2.5%)、弱极性馏分(37.3%)和极性馏分(60.2%).这3个馏分经气相色谱-质谱联用仪(GC-MS)分析,检测出7个系列、124种生物标志化合物,且以直链脂肪酸系列生物标志化合物相对丰度最高为特征.研究表明室温保存的播娘蒿籽易受到细菌-酶的降解作用,其各系列生物标志化合物的降解顺序为:正烷烃>五环三萜烷>甾烷>脂肪酸.     

基于2,4,4'-联苯三羧酸及菲咯啉的锰(Ⅱ)和镍(Ⅱ)双核配合物的合成、晶体结构及磁性质

通过水热方法,用2,4,4’-联苯三羧酸（H₃btc）和菲咯啉（phen）分别与MnCl₂·4H₂O和NiCl₂·6H₂O反应,合成了2个具有双核结构的配合物[Mn₂ （Hbtc）₂（phen）₄]·5H₂O（1）和[Ni₂（Hbtc）₂（phen）₄]·2H₃btc·4H₂O（2）,并对其结构和磁性质进行了研究。结构分析结果表明2个配合物的晶体都属于三斜晶系,P1空间群。配合物1和2均为双核结构,通过分子间的O-H…O氢键作用,双核的分子被进一步连接成了三维超分子框架。研究表明,双核分子中相邻金属离子间存在反铁磁相互作用。     

配位聚合物[Fe(HL)(H2O)]n的合成、晶体结构及磁性质

通过水热方法,采用H₃L(H₃L=2-(4-carboxypyridin-3-yl)terephthalic acid)与FeSO₄·7H₂O反应,合成了一个具有二维结构的配位聚合物[Fe(HL)(H₂O)]_n (1),并对其结构和磁性质进行了研究。结构分析结果表明该聚合物的晶体属于正交晶系,Pnna空间群,a=1.45465(11) nm,b=2.47423(15) nm,c=0.73565(4) nm,V=2.6477(3) nm³,D_c=1.802 g·cm^-3,Z=8,R=0.0468,wR=0.1256(I>2σ(I))。HL^2-配体交替连接相邻的铁(Ⅱ)离子形成了一维链结构单元,这些链又通过配体与铁(Ⅱ)离子的配位作用形成了二维层。最后这些层通过氢键作用形成了一个复杂的三维超分子框架。拓扑分析表明,配合物1具有一个双节4,4-连接的拓扑网络结构,其拓扑符号为(4³.6².8)。研究表明,该聚合物中相邻铁(Ⅱ)离子之间存在反铁磁相互作用。     

工业丙烯腈中噁唑及其它有机杂质的气相色谱分析

提出了一种用毛细管气相色谱分析工业丙烯腈中微量噁唑及其它杂质的方法。用气相色谱．质谱法对丙烯腈中的噁唑及其它杂质进行了定性,并用化学法验证了噁唑的定性结果。采用有效碳数法计算出噁唑的质量相对校正因子为2．396,内标法测定了国内不同公司生产的丙烯腈中微量杂质的含量。其中噁唑的质量含量为0．001％-0．06％。方法已在某石化公司丙烯腈装置技术改造中应用于噁唑含量的控制分析。     

本科高年级新形势下的化学教学改革

针对大学本科生在第三、四学年面对的考研、就业新形势,较为详细地分析了在该形势下学年论文、专业选修课、毕业论文等教学环节所受到的影响。提出了增设穿插性实验教学环节、增加选修课学时、适当调整选修课开设时间、构建学生自助学习平台等改革措施。