C18-磺酸基双改性液相色谱固定相的制备与评价

以十八烷基三氯硅烷和3-巯丙基三甲氧基硅烷为改性剂,采用一锅法对硅胶表面加以修饰,进一步将巯基氧化制备成C18-磺酸基双改性液相色谱固定相.在优化的反应条件下得到了十八烷基和磺酸基摩尔比为3∶7的固定相,分别采用扫描电镜、元素分析、红外光谱对固定相的形貌和特征加以表征.针对制备的固定相,在不同的分离模式下,系统考察其色谱分离性能.在反相色谱模式下,成功分离了5种烷基苯化合物;在亲水模式下,分离了3种核苷;进一步应用于牛血清白蛋白酶解产物的分离,得到了较好的结果.实验结果表明,制备的混合模式固定相同时具有多种分离机理,在分离复杂样品、调整选择性方面具有潜在的优势.     

苯的硝基和叠氮基衍生物的理论研究

在密度泛函理论B3LYP/6-31G*水平下优化了91个苯的硝基(NO₂)和叠氮基(N₃)衍生物的分子几何构型, 预测了它们的密度和生成热, 采用Kamlet-Jacobs方法计算了爆速和爆压, 筛选得到11种爆轰性能较好的高能量密度化合物(HEDC), 计算了它们的多个可能的热解引发键的键离解能(BDE)以及按“氧化呋咱机理”分解时的活化能(E_a). 结果表明, 当分子中有NO₂与N₃相邻时, 分解按“氧化呋咱机理”进行, 分解反应的E_a均大于100 kJ/mol|分子中没有NO₂和N₃相邻时, 热解始于C-NO₂或C-N₃均裂, 裂解的BDE都大于200 kJ/mol. 只含NO₂或N₃的7个物质的稳定性好于同时含NO₂和N₃的物质, 而只含N₃的物质的稳定性又好于只含NO₂的物质, 五叠氮苯和六叠氮苯具有很出色的爆轰性能和稳定性. 无论是能量还是稳定性方面, 筛选得到的11种物质基本符合HEDC的要求.     

蒽醌及其羟基衍生物的密度泛函理论研究

运用密度泛函理论, 在B3LYP/6-31G*水平上, 对蒽醌及其羟基取代衍生物进行理论计算. 几何全优化的结果表明, 标题化合物均取平面构型, 分子内氢键对几何构型和电子结构影响很大. 基于简谐振动分析求得IR谱频率和强度, 并作了对称性分类和指认, 计算值与实验值良好相符. 运用含时密度泛函理论方法在相同水平上计算了标题物的电子吸收光谱, 发现蒽醌芳环取代衍生物的最低激发单重态均源自HOMO-LUMO(π→π*)跃迁. 基于振动分析, 由统计热力学求得了标题物的热力学性质.     

含能材料的密度、爆速、爆压和静电感度的理论研究

用密度泛函理论(DFT) B3LYP方法, 在6-31G*基组水平下, 全优化计算了系列硝胺类和硝基芳烃类爆炸物的几何构型, 用Monte-Carlo方法和自编程序, 基于0.001 e•bohr^－3等电子密度面所包围的体积空间求得分子平均摩尔体积(V)和理论密度(ρ). 用Kamlet-Jacobs方程基于理论密度(ρ)和PM3计算生成焓(ΔH_f)估算标题物的爆速(D)和爆压(p), 发现多环硝胺类化合物的爆轰性能优于芳烃硝基类化合物, 故此, 在寻求高能量密度材料(HEDM)时, 我们应特别关注多环硝胺化合物. 与ρ和D文献值比较, 表明本理论计算方法和结果是适用可靠的. 将爆速(D)和爆压(p)计算值与静电感度实验值(E_ES)进行比较和关联, 发现: 若对化合物进行细致分类讨论, 则它们之间存在较好的线性关系. 据此建议, 在含能材料分子设计中, 可通过理论计算爆轰性质(D或p)去预估难以定量求得或尚未合成的含能材料的静电火花感度值(E_ES). 此外, 我们还讨论了取代基对ρ, D和p的影响, 也有助于分子设计.     

环五甲撑五硝胺(CRX)结构和性质的DFT预示

用密度泛函理论(DFT)B3LYP方法,在6-31G*基组水平下,全优化计算了环五甲撑五硝胺(CRX)的分子几何和优化构型下的电子结构.环C-N键长为0.144～0.148 nm, N-NO2键长为0.139～0.142 nm; CRX的最高占有MO(HOMO)能级和最低未占MO(LUMO)能级之间的差值ΔEg(5.2054 eV)较大,预示CRX较稳定.基于简谐振动分析求得IR谱频率和强度.运用统计热力学方法,求得在200～1200 K的热力学性质C0p,m、 S0m和H0m.还运用Kamlet公式预示了它的爆速和爆压分别为9169 m/s和37.88 GPa.     

反式-1,4,5,8-四硝基-1,4,5,8-四氮杂萘烷异构体热解机理与稳定性的理论研究

运用密度泛函理论和半经验分子轨道方法,对一系列高能杂环硝胺—反式-1,4,5,8-四硝基-1,4,5,8-四氮杂萘烷异构体的热解机理和稳定性进行了系统地计算研究。在B3LYP/6-31G**和PM3水平上,分别计算了标题物的化学键离解能(BDE)和热解反应活化能(Ea),并根据BDE和Ea数值考察了硝胺取代基对化合物稳定性和热解机理的影响;同时,还详细考察了BDE与Ea、化学键重叠布居数、前线轨道能级以及能隙之间的相关性。结果表明,由BDE、Ea和静态电子结构参数推断的标题物热稳定性和热解机理的结论基本是一致的,N-NO2键均裂是标题物的热解引发步骤,间位取代异构体较对位取代异构体稳定,而邻位取代的异构体稳定性最差。     

硝酸甲酯分子间相互作用的DFT和ab initio比较

用密度泛函理论(DFT)和从头算(ab initio)方法,分别在B3LYP/6 31G和HF/6 31G水平上求得硝酸甲酯三种二聚体的全优化几何构型和电子结构,并用6 311G和6 311＋＋G基组进行总能量计算.对HF/6 31G计算结果进行MP4SDTQ电子相关校正.在各基组下均进行基组叠加误差(BSSE)和零点能(ZPE)校正求得结合能.对6 31G优化构型作振动分析并基于统计热力学求得200～600 K温度下单体和二聚体的热力学性质.详细比较两种方法的相应计算结果,发现DFT求得的分子间距离较短,分子内键长较长,所得结合能均小于相应ab initio计算值.     

硝酸酯分子几何构型的量子化学研究

运用MINDO / 3、MNDO 和AM1 三种半经验分子轨道(MO)方法, 通过SCF计算, 首次系统地获得了32个硝酸酯化合物分子的全优化几何构型。三种方法的计算结果与已报道的四个化合物(硝酸甲酯、吉纳、硝化甘油和太安)的实验结果相比, AM1法较好。所有硝酸酯的酯基(-ONO~2)具有近似不变的几何参数。直链烷基硝酸酯的键长和键角极为相近, 全部重原子均共平面。二元直链和四元硝酸酯具有对称的分子构型。     

硝酸甲酯与不同亲核试剂的SN2反应的理论研究

用从头计算和半经验分子轨道ＡＭ１方法分别对系列亲核试剂和硝酸甲酯的电子结构以及它们之间的气相ＳＮ２反应进行了理论研究，揭示了反应过程中体系的结构，能量和电荷的递变规律，由反应活化能得了这些亲核试剂的亲核性次序为：ＯＨ＾－〉Ｆ＾－〉Ｉ＾－〉ＮＯ＾－３〉ＣＮ＾－〉Ｂｒ＾－〉Ｃｌ＾－〉Ｎ＾－３。     

NO2气相硝化金刚烷的计算研究

运用密度泛函理论(DFT)和半经验MO-PM3方法研究了NO₂气相硝化金刚烷反应机理. 计算结果表明, NO₂不能直接取代金刚烷H; 在B3LYP/6-311＋＋G(3df,2pd)//B3LYP/6-31G* 较高水平下, 对三个可能机理的反应势垒(E_a)的精确计算表明, 该反应的决速步骤为NO₂中O和N进攻1-H的竞争过程, 且1-硝基金刚烷为主要产物. NO₂中O进攻1-H决速反应过程中, 分子几何、原子自然电荷及IR光谱变化表明, C—H键的断裂和N—H键的形成是一个协同过程; 参与新键形成和旧键断裂原子C(1), H(11), O(28), O(29)和N(27)的原子自然电荷及与其相关的键长、键角有明显的变化. 反应过程中体系偶极矩的变化表明, 极性溶剂能降低反应势垒, 有利于反应的进行.