基于拓扑指数对含氧有机化合物闪点的定量构效关系研究

闪点是衡量化合物易燃程度的物理量,也是可燃性液体的一个重要安全性指标。本文对含氧有机化合物(包括醇、酚、醚、醛、酮、羧酸、酯等)的闪点与分子结构之间的关系进行分析,提取并计算了顶点度-距离指数(VDI)、奇偶指数(OEI)、边度-距离指数(EDI)、分子体积参数(MVI)和氢键指示变量(HB)等分子结构参数,并结合分子隐氢图顶点数(N)的2/3次方(N~(2/3)),对训练集中81个含氧有机化合物的闪点进行定量结构-性质相关分析。结果表明,由N~(2/3)、VDI、EDI、OEI、MVI和HB等6个参数对闪点建立的多元线性回归模型的相关系数(R)为0.9909,标准偏差(s)为6.39K,平均相对误差(ARD)为1.60%。用该模型对测试集中20个含氧有机化合物的闪点进行了预测,ARD为1.84%。     

纳米腔限制环境下2-(2-羟苯基)苯并噻唑的质子转移

采用稳态和瞬态荧光法对2-(2-羟苯基)苯并噻唑(HBT)与七元瓜环(CB7)的超分子作用及CB7分子纳米腔限制作用对HBT激发态质子转移(ESIPT)过程进行了研究,并采用Benesi-Hildebrand方程对荧光数据进行处理,以确定超分子复合物的组成比.结果表明,在N,N-二甲基甲酰胺(DMF)和二氯甲烷溶液中,CB7与HBT的作用均形成化学计量比为1∶1的主客体复合物,HBT的质子转移对溶剂很敏感,CB7的加入,使HBT的荧光寿命降低,量子产率增大.在DMF溶液中,CB7的加入促进了酚氧负离子的形成,而在二氯甲烷溶液中,CB7的加入限制了HBT的激发态质子转移.结构优化计算表明,CB7与HBT能形成化学计量比为1∶1的复合物.     

1,3,5,7-四甲基氟硼二吡咯甲川的合成、晶体结构及密度泛函理论研究

以2,4-二甲基吡咯、原甲酸三乙酯以及对甲苯磺酸为原料,无溶剂下合成了1,3,5,7-四甲基对甲苯磺酸二吡咯甲川(T1);以T1、三氟化硼乙醚以及三乙胺为原料,无溶剂下合成了1,3,5,7-四甲基氟硼二吡咯甲川(F1)。利用1H NMR和X射线单晶衍射对其进行了表征。结果表明:T1属于单斜晶系,P21/c空间群,晶胞参数为a=0.777 3(3)nm,b=1.518 5(5)nm,c=1.612 2(5)nm,β=91.923(12)°,V=1.901 9(11)nm3,Z=4;F1属于单斜晶系,P21/n空间群,晶胞参数为a=0.775 02(1)nm,b=1.444 20(3)nm,c=1.174 35(2)nm,β=107.779 5(9)°,V=1.251 65(4)nm~3,Z=4。在4种不同溶剂中,测定了T1的紫外可见光谱、F1的紫外可见光谱和稳态荧光光谱。将密度泛函计算与前线轨道理论相结合,研究了T1和F1可能的衍生方式。     

对三氟甲基苯甲酸和2，2′-联吡啶双核铽配合物的合成、晶体结构及发光性质

A new dinuclear complex [Tb₂(BA)₆(2,2′-bipy)₂] (BA=4-(trifluoromethyl)benzoic acid, 2,2′-bipy=2,2′-bipyridine) has been synthesized. The complex was characterized by X-ray single-crystal structure analysis. The complex is a dimer with an inversion center. In the complex, two Tb3+ ions are linked by four carboxylate groups of BA ligands in bridging-bidentate coordination mode. Each Tb³⁺ ion is eight-coordinated with two nitrogen atoms from one 2,2′-bipy molecule, four oxygen atoms from four bridging-bidentate BA ligands and two oxygen atoms from one chelating-bidentate BA ligand. Intermolecular hydrogen bonds are formed in the crystal. The complex exhibits strong green fluorescence under ultraviolet light and the fluorescence spectrum consists of four lines peaking at 489, 545, 584 and 620 nm, which are corresponding to the ⁵D₄→⁷F_j (j=6～3) transitions of Tb³⁺ ion, respectively. CCDC: 727763.     

取代基对多取代氮苄叉苯胺化合物分子桥键（CH=N）的13C NMR和1H NMR的影响

Fifty-three samples of multi-substituted benzylideneanilines XArCH=NArYs (abbreviated XBAYs) were synthesized and their NMR spectra were determined. An extensional study of substituent effects on the ¹H NMR chemical shifts (^δH(CH=N)) and ¹³C NMR chemical shifts (^δC(CH=N)) of the CH=N bridging group from di-substituted to multi-substituted XBAYs was made based on a total of 182 samples of XBAYs, together with the NMR data of other 129 samples of di-substituted XBAYs quoted from literatures. The results show that the substituent specific cross-interaction effect parameter (Δ(Σσ)²)plays an important role in quantifying the ^δC(CH=N) values of XBAYs, but it is negligible for quantifying the ^δH(CH=N) values; the other substituent parameters also present different influences on the ^δC(CH=N) and ^δH(CH=N). On the whole, the contributions of X and Y to the ^δC(CH=N) of XBAYs are balanced, but the ^δH(CH=N) values of XBAYs mainly rely on the contributions of X.     

超分子作用对2-(2-氨基苯基)苯并噻唑分子内质子转移的影响

采用稳态荧光、瞬态荧光及量子化学计算等手段对2-(2-氨基苯基)苯并噻唑(APBT)在不同溶剂中的质子转移进行了研究。结果表明,溶剂的极性及质子化对APBT的质子转移有较大的影响,通过对超分子作用的考察,发现七元瓜环(CB[7])的加入对APBT质子转移起到了一定的抑制作用, APBT与CB[7]能形成化学计量比为1:1的主客体包合物,同时测定了包合物的结合常数等热力学参数。此外,核磁共振氢谱和包合物的理论计算表明APBT分子进入了CB[7]的疏水空腔。     

氮苄叉苯胺-银纳米超分子体系的紫外光谱研究

合成了38个不含OH,NH_2和SH基团的4,4’-二取代氮苄叉苯胺衍生物(p-XBAY-p)以及银纳米粒子,分别测定了p-XBAY-p、银纳米粒子(AgNPs)以及(p-XBAY-p)-AgNPs超分子体系的紫外吸收光谱,研究了取代基效应对该超分子体系紫外光谱的影响。结果表明:化合物的紫外吸收波长会随着AgNPs的加入而发生不同程度的偏移,并存在偏移极限,其偏移程度与取代基X和Y有关;通过纳米粒度电位仪(Nano ZS90,Malvern)测定,超分子体系中银纳米粒子体积变大;用Hammett参数σ,激发态取代基参数σ■对超分子体系紫外吸收光谱的偏移值Δν_(WSL)(波数,cm~(-1))进行定量相关,得到一个三参数方程。所得方程表明,本文(p-XBAY-p)-AgNPs超分子体系紫外光谱的变化规律与含羟基二芳基席夫碱-银纳米超分子体系紫外光谱的变化规律有较大差异。     

离去基团、非离去基团及中间体性质对取代苯甲酸苯酯氨解反应的影响

X-取代苯甲酸Y-取代苯基酯(X-C6H4COOC6H4-Y)的氨解反应是一个亲核加成-消除过程.为定量评价Um等对非离去基团(X-C6H4-)、离去基团(Y-C6H4O-)及中间体(T±)的性质对氨解反应速率(kN)影响的研究结果,分别用取代基x的Hammett常数σX、Y-C6H4OH的pKa和取代基X、Y的极化效应指数PEI表征上述结构因素,并用其对logkN建立多元线性回归模型,得到了良好的相关结果.进一步分析得出,Y-C6H4OH的pKa对logkN的影响最大(贡献率为90.46%),而取代基X的Hammett常数σX影响最小.     

2-(2-羟基-5-氨苯基)苯并咪唑与氨基卟啉能量转移的研究

采用紫外光谱法和荧光光谱法研究了二氯甲烷溶液中2-(2-羟基-5-氨基苯基)苯并咪唑(NH_2-HBI)和5-(4-氨基)苯基-10,15,20-三苯基卟啉(NH_2-TPP)两分子之间的能量转移作用,测定了NH_2-HBI与NH_2-TPP作用的结合比及能量转移参数.结果表明,在光的激发作用下,形成了以NH_2-HBI为能量供体、NH_2-TPP为能量受体的荧光共振能量转移(FRET)体系,同时发生了NH_2-HBI激发态分子内质子转移(ESIPT)与FRET的耦合作用, NH_2-HBI分子的醇式构型与酮式构型的荧光都被部分的猝灭,而NH_2-TPP的荧光却明显的增强.两分子形成了1∶1的供体-受体作用分子对,体系的FRET能量转移效率(E_(FRET))为0.114,临界能量转移距离(R_0)为2.293nm,供-受体之间的距离(r)为3.227 nm.     

溶剂效应和取代基效应对2-(2-氨基苯基)苯并噻唑光谱性质及激发态分子内质子转移的影响

合成了多种2-(2-氨基苯基)苯并噻唑(APBT)氨基氢原子被供电子及吸电子基团取代的衍生物, 并用紫外光谱﹑荧光光谱等方法和密度泛函理论(DFT)计算研究了溶剂效应和取代基效应对衍生物的光谱性质及激发态分子内质子转移(ESIPT)的影响规律. 结果表明, 相比于非极性溶剂环己烷, 随溶剂极性的增加及APBT-溶剂分子间氢键的形成, APBT的紫外-可见最大吸收峰和荧光最大发射峰均发生了一定程度的红移, 并对APBT的ESIPT产生了影响. 在APBT分子的氨基氮原子上引入不同的吸电子或斥电子取代基, 对氮原子的电荷性质有较大的影响. 在环己烷溶剂中, 甲基取代后的APBT仅有单重荧光发射峰, 体系未发生ESIPT过程; 而COCH₂Cl等吸电子基团能促进APBT的ESIPT, 其荧光发射光谱出现了明显的双重峰, 表明体系发生了激发态分子内质子转移反应. 量子化学的理论计算较好地验证了光谱实验结果.