α-生育酚与自由基DPPH·的反应机理研究

通过NMR产物分析方法确认α-生育酚与DPPH^·在DMSO中的反应最终产物结构为醌式. 此外,对该反应过程的ESR实验证实α-生育酚与DPPH^·反应的计量比为1∶2. 由此可以进一步推断：α-生育酚与DPPH^·反应的分子机制为两步过程.     

甲基紫精与醇类间的光诱导电子转移及光催化反应的ESR研究

用ESR方法研究了甲基紫精(MV⁺⁺)与甲醇,乙醇及苄醇等之间的光诱导电子转移和光反应过程.结果发现,甲基紫精存在条件下,某些很稳定的醇类也可以发生光催化分解和光催化氧化的反应,甲基紫精在反应过程中起的是催化剂的作用在无氧条件下,MV⁺⁺/C₂H₅OH体系经UV光照10min后即可观察到很强的MV⁺离子基的信号,表明甲基紫精与乙醇分子之间发生了电子转移;当进行较长时间光辐照,则MV⁺离子基逐步消失而生成H原子和碳中心自由基。在通氧条件下进行光照时,则无MV⁺基信号而产生OOH基和碳中心自由基的信号.当体系中有一定量的水存在时,OOH基减弱而产生·OH基,且随着水量的增加,·OOH基的强度更为减弱直至消失,而同时羟基浓度则大大增加.另一个有趣而重要的现象是,对于MV⁺⁺/苄醇体系,在通氧条件下辐照时可给出很强的超氧阴离子基O₂^-的信号,而MV⁺⁺/甲醇体系可产生较弱的O₂^-信号.但是在无氧时甲基紫精的存在进行光辐照甲醇并不发生反应,而苄醇却可被甲基紫精光催化分解产生很强的苄氧基,羟甲基等自由基.本文详细地研究和讨论了甲基紫精与几种醇之间的光诱导电子转移和相应的均相光催化反应过程的机理.     

气相物种活化氮气分子

研究气相物种与小分子的反应，可以在分子水平上理解相关凝聚相过程的基元步骤和转化机制. 其中，气相物种活化转化氮气(N₂)分子的理论和机制受到了广泛关注. 本文综述了气相金属离子(主要是金属团簇离子)与N₂反应的研究新进展，包括分子吸附、 解离吸附、C-N偶联以及简并配体交换等研究进展，讨论了金属物种结构的表征方法、活性的影响因素以及活化N≡N键的微观机制. 采用的实验方法包括质谱、红外光解离光谱和阴离子光电子能谱，理论方法包括密度泛函理论和高精度从头算方法.     

苯和苯胺在深紫外光照射下的电离和解离

本文利用自主研制的反射式飞行时间质谱仪结合177.3 nm深紫外激光研究了苯和苯胺分子的光电离与光解离过程. 质谱实验发现苯在177.3 nm皮秒激光作用下发生高效电离并观测到不对称C-C键解离形成的以C₄H₃⁺为主的较小碎片峰. 相比之下，苯胺的深紫外光电离中主要产生一个C₅H₆^+·离子自由基和一个较小丰度的C₆H₆^+·碎片，分别对应于CNH分子和NH自由基的去除. 结合第一性原理计算，诠释了苯和苯胺这两个仅有一个氨基差异的分子光解离路径，揭示苯和苯胺分子中氢原子转移对于C-C或C-N键断裂的关键重要作用.     

反转区电子转移速率的理论研究

利用级联方程方法研究了反转区的电子转移速率与电子态耦合常数以及溶剂弛豫时间的关系.结果表随着电子态间耦合强度的增加,反应速率先增加然后减小,而随着溶剂弛豫时间的减小反应速率增加.我们将这些结果与近似理论费米黄金规则、Landau-Zener公式进行了比较,由于费米金规则基于一阶微扰论,所以只适用于耦合常数较小的情况.而Landau-Zener公式假设电子在跃迁区域弹道运动,在电子态耦合大的情况下也存在问题.     

Mpro-C蛋白三维结构域交换的机理: 来自分子模拟的线索

SARS冠状病毒主蛋白酶(M^pro)在病毒的蛋白酶切过程中发挥着重要作用. M^pro的晶体结构显示它存在两种形式的二聚体: 一种是发生三维结构域交换的形式, 另一种是非交换的形式. M^pro的C端结构域(M^pro-C)单独表达时也能形成与全长M^pro类似的三维结构域交换二聚体. 三维结构域交换通常发生在蛋白质的表面, 但M^pro-C 的结构域交换却发生在疏水核心. 在本文中, 我们利用分子动力学模拟及三维结构域交换预测算法研究了M^pro-C 中被高度埋藏的核心螺旋片段发生交换的机理. 我们发现基于结构与基于序列的已有算法都不能正确预言出M^pro-C和M^pro中发生结构域交换的铰链区位置. 分子模拟结果表明M^pro-C中的交换片段在天然态下埋藏得很好, 但在变性单体中则会被释放并暴露在外面. 因此, 在完全或部分解折叠状态下交换片段的打开有助于促进单体间的相互作用及结构域交换二聚体的形成.     

臭氧与二乙胺和三乙胺气相反应的速率常数

利用自制的烟雾箱系统研究了臭氧与二乙胺和三乙胺的气相反应动力学. 实验过程中保证二乙胺和三乙胺浓度远远大于臭氧浓度, 使得实验在准一级条件下进行. 加入环己烷以消除实验过程中可能产生的OH自由基对反应的影响. 在(298±1) K和1.01×105 Pa条件下, 测得臭氧与二乙胺和三乙胺反应的绝对速率常数值分别为(1.33±0.15)×10^-17和(8.20±1.01)×10^-17 cm³·molecule^-1·s^-1. 与文献中已有的其它胺类的臭氧反应数据比较后发现, 臭氧与胺的反应可以用亲电反应机制来解释. 另外, 通过对比发现, 臭氧与三取代的烷基胺类的反应速率要远远大于其与二取代的烷基胺类的反应速率. 这在一定程度上可有助于解释外场观测到的气溶胶相中二烷基胺盐较多的事实. 利用测得的速率常数和大气中臭氧浓度, 还估算了二乙胺和三乙胺与臭氧反应的大气寿命. 结果显示, 与臭氧的反应是二乙胺和三乙胺在大气中的一种重要的消除途径, 尤其是在污染严重地区.     

钒氧阴离子团簇与小分子碳氢化合物反应的实验和理论研究

为了在分子层次上揭示相关催化反应的机理, 人们对过渡金属氧化物团簇与碳氢化合物分子反应进行了大量研究. 相比于过渡金属氧化物团簇阳离子, 阴离子对一些碳氢化合物的活性弱得多, 因此研究还很少. 在本工作中, 我们通过激光溅射产生钒氧团簇阴离子VxOy, 产生的团簇在接近热碰撞条件下与烷烃(C2H6和C4H10)以及烯烃(C2H4和C3H6) 在一个快速流动反应管中进行反应, 飞行时间质谱用来检测反应前后的团簇分布. 在VxOy与烷烃的反应中, 生成了产物V2O6H-和V4O11H-; 在与烯烃的反应中, 产生了相应的吸附产物V4O11X-(X=C2H4或C3H6). 密度泛函理论计算表明: V2O-6和V4O-11可以活化烷烃(C2H6和C4H10)的C—H键, 也可以与烯烃(C2H4和C3H6)发生3+2环化加成反应形成一个五元环结构(-V-O-C-C-O-), C—H键活化与环加成反应都需经历可以克服的反应能垒. 理论计算与实验观测结果相符合. V2O-6和V4O-11团簇都具有氧原子自由基(O·或O-)的成键特征, 活性O-物种也经常出现在钒氧催化剂表面, 因而本研究在分子水平上, 揭示了表面活性氧物种与碳氢化合物反应的机理.     

Neutral Dissociation of Superexcited Nitric Oxide Induced by Intense Laser Fields

利用波长800 nm、脉宽60 fs、强度0.2 PW/cm²的强激光激发NO分子,随后通过荧光光谱检测到了处于激发态的N和O的中性碎片. 说明强激光导致的多光子激发同样可以引起NO分子的超激发,并且发生中性解离. 采用离子实解离模型,建立了NO分子的超激发态势能曲线. 提出了直接解离和预解离两种解离过程,分别对应生成N^*+O或O^*+N两个通道.     

Experimental and Theoretical Study of Hydrogen Atom Abstraction from Ethylene by Stoichiometric Zirconium Oxide Clusters

使用配有团簇产生和化学反应源的飞行时间质谱装置,研究了锆氧阳离子团簇Zr_xO_y⁺和乙烯的反应. 在这个反应中,发现了产物(ZrO₂)_xH⁺ (x=1～4). 使用密度泛函理论研究了乙烯在Zr₂O₄⁺上的反应通道,发现除了通常的氧转移反应外,乙烯脱氢反应也可以发生,从而支持观察到的产物(ZrO_{2相似文献}