用氧化值法判断取代基属于哪一类的经验规律

苯的一取代物所起的亲电取代反应,根据大量实验事实归纳出下面的定位规律： 1.在苯环上新导入的取代基的位置主要由原有取代基来决定。2.可以把取代基分为两类：第一类取代基使新导入的基团进入邻位和对位,并且使反应易于进行（卤素除外）;第二类定位基使新导入的取代基进入间位,并且使取代反应难于进行。     

从13C化学位移分析取代基的诱导效应、共轭效应和亲电取代反应活性间的关系

以单取代苯为模型,建立并论证了取代基诱导效应参数RI、共轭效应参数RC及诱导和共轭共同作用效应参数R,RI=128.5-δ1,RC=642.5-∑6n=2δn,R=771-∑6n=1δn,δn(n=1～6)是单取代苯苯环上6个碳原子Cn(n=1～6)的化学位移,δ1是取代位C1的化学位移,128.5为苯的13C化学位移。当参数R>0时,取代基对苯环有给电子效应。一般而言,RI<0、RC>0、R>0时,取代基是典型的使苯环活化的邻对位定位基;RI<0、RC<0、R<0时,取代基是使苯环钝化的间位定位基;其余情况参考δn的具体数值判定取代基的作用。能与苯环形成最佳共轭的基团,其与苯环直接相连的是与碳原子同周期的B、C、N、O、F。     

定位规律浅释

亲电芳香取代定位规律是有机化学的重要课题之一。自从1895年Holleman总结出这一经验规律以来,一直为化学家们所关注。对苯衍生物的再取代,原有基团决定了新基团进入的位次和难易,这样就把发挥指导作用的定位基团分为两大类:邻、对位定位基     

1,3-偶极环加成反应合成1-(取代苄基)-1,2,3-三唑类化合物

利用苄氯和取代苄氯与叠氮化钠的亲核取代反应合成了一系列苯环上带有不同取代基团的苄基叠氮化合物,亲核取代反应速率受苯环上取代基的影响:吸电子基团的存在,可以促使反应更容易进行.合成的叠氮化合物与苯乙炔经1,3-偶极环加成反应得到了相应的取代苄基1,2,3-三唑类化合物,反应条件温和.这些1,2,3-三唑类目标化合物具有对热稳定的优点.用红外、核磁、元素分析、质谱等对合成的叠氮化合物和1,2,3-三唑类化合物的结构进行了表征,重点研究了1,3-环加成反应的规律.加成反应速率取决于叠氮化合物(偶极物)的极性,即与取代基的电负性有关:苯乙炔(亲偶极物)易于与缺电子的叠氮反应,反之亦然.同时在反应过程中观察到空间位阻效应:反应可以生成两种同分异构体,其中4-苯基-1,2,3-三唑是主要产物.     

取代基对苯腈类低聚物几何及电子特征的影响

用半经验量化计算研究了一系列苯腈类低聚合物的几何结构及其电子特征。苯腈类低聚合物几何结构的计算采用半经验量子化学计算和分子力学构象分析相结合的方法,而电子特征则的计算采用ＺＩＮＤＯ／Ｓ－ＣＩ方法。取代基包括甲氧基、甲基、羟基、氨基、氟和硝基。它们在苯环上可以采用邻位、间位和对位三个取代位置。计算结果表明,不同的基团在苯环上采用不同的取代位置时,低聚物的构象会存在一定的差别,而且电性会随着基团的得失     

苯并噁唑类化合物荧光光谱的研究

研究了38种苯并噁唑系列化合物的紫外吸收光谱、荧光发射光谱和荧光量子产率。计算了第一激发单线态辐射和非辐射寿命。结果表明,在苯并噁唑基的苯环上非极性基团取代对辐射和非辐射速率影响不大,但极性基团取代后影响较大。     

硝基呋喃亚甲基哌啶类化合物的合成与抗结核活性

结核是由结核分枝杆菌引起的一种慢性呼吸道传染病,对人类的健康构成严重威胁。 本文利用药效团拼接原理,将片段硝基呋喃和苯基噻唑组合,得到了19个2-(1-((5-硝基呋喃-2-基)甲基)哌啶-4-基)噻唑(5)和2-(1-((5-硝基呋喃-2-基)甲基)哌啶-4-基)-4-苯噻唑(6)系列化合物,测试了所有化合物在1和0.1 μmol/L浓度下对结核分枝杆菌H37Ra的抑制率。 构效关系分析表明,苯环上有取代基有利于活性,且苯环上对位取代普遍优于间位和邻位取代,对位吸电子基团取代活性优于对位供电子基团取代活性。在苯环对位吸电子基团取代中,—CF₃取代的化合物2-(1-((5-硝基呋喃-2-基)甲基)哌啶-4-基)-4-(4-三氟甲基)苯基)噻唑(6f)活性最高,在1和0.1 μmol/L浓度下,抑制率分别为99.6%和93.4%。 鉴于新化合物具有抗结核高活性,化合物6f可作为抗结核候选化合物进一步研究。     

单取代芳烃的硝化

以甲苯、乙苯、异丙苯、叔丁基苯、氟苯等为硝化底物,通过混酸硝化得到这些单取代芳烃转化率最大时的混酸硝化强度φ。 运用密度泛涵理论,在B3LYP/6-311G**水平上优化了9种单元芳烃的几何构型,计算苯环上C原子电荷分布。 讨论了9种取代基的定位效应,以苯环取代基以外环上C原子总净电荷QRΣC(2~6)表示单取代苯的硝化反应活性与硝化强度φ之间的关系。 实验结果表明,烷基苯、卤苯、硝基苯的硝化反应活性与其混酸硝化转化率达最大时的混酸硝化强度φ呈良好的线性关系。     

侧链取代的芴苯共聚物的光电性质及其溶剂化效应研究

采用Suzuki偶联聚合的方法合成了一系列化学结构明确、侧基性质(长度、体积、给/吸电子性质)不同的Hairy-Rod型芴苯共聚物. 通过光谱、电化学和模拟计算等手段研究了苯环上不同性质的侧基取代芴苯聚合物的发光性质、电化学性质和溶剂化效应等, 同时研究了侧基性质的变化对这些物理性质的影响规律. 苯环上烷基侧链长度的改变对取代共聚物的光谱、电化学和发光效率等影响很小|而随着苯环上烷氧基侧链长度的增加, 聚合物的光谱稳定性逐渐增强, 荧光发射光谱中的0-1转变逐渐被抑制, 荧光发射半峰宽减小. 苯环上取代侧基的给/吸电子性质变化对聚合物的光电性能具有全面的影响, 改变取代侧基的给/吸电子性质可调节芴苯共聚物的发光颜色和HOMO, LUMO能级以及HOMO-LUMO能隙等, 因此, 通过引入不同性质的侧基可实现对此类聚合物光物理性能的调控. 溶剂的极性对聚合物溶液的光谱性质具有显著影响, 溶液光谱随溶剂极性的增大逐渐向长波移动. 当聚合物本身带有强极性基团时, 在强极性溶剂中将发生聚合物分子链与溶剂分子间的强极性相互作用, 从而会引起更复杂的结果.     

苯取代定位效应的量子化学研究

采用RHF／6-31G(d)方法优化分子构型,在此基础上研究取代定位效应,对14种苯的取代物进行了苯环上C原子所带总电荷量的计算,给出一个直观的苯的取代定位和活化(钝化)作用的判断标准.此法对芳基亲电取代反应有一定的预见性．     

钴卟啉的合成及其催化性能的研究

本文报导了钴5,15-二(对-取代苯基)八烷基卟啉的合成,并讨论了卟环上不同对苯取代基对叶琳与金属钴配位反应速度的影响规律:推电子基团使反应速度减慢,即 配位反应变的速率方程均为:(-d[H₂P])/dt=k表观[H₂P],取代基的影响效应符合Hammatt方程的线性关系。此外,不同取代基卟啉对中心金属钴催化性能的影响是:推电子基增加催化活性,即 。     

几种单基取代二苯并-18-冠-6的合成

在功能基取代二苯并-18-冠-6类化合物中,两个苯环上对称地引入两个功能基的合成报道较多,而不对称性引入单个功能基取代的     

电化学法研究苯磺酰类5-氟尿嘧啶衍生物与双链和G-四链DNA的相互作用

本文以自组装法制得的双链DNA（ds．DNA）和G-四链体DNA（G4-DNA）修饰的金电极为工作电极,以Fe（CN）63-／4-为电活性指示剂,采用循环伏安法和微分脉冲伏安法研究了非电活性苯磺酰类5-氟尿嘧啶衍生物与ds-DNA和G4．DNA的相互作用．实验结果表明：苯磺酰类5-氟尿嘧啶与ds-DNA或G4．DNA的结合常数与苯环上邻、对位取代基的得失电子能力密切相关,强吸电子基团取代有利于苯磺酰类5-氟尿嘧啶选择性结合G-四链体DNA．     

铁氢配合物对一级酰胺脱水成腈的催化作用

主要研究了苯硒酚基铁氢配合物cis-[(ArSe)FeH(PMe_3)_4][Ar=Ph (1), p-MeOC_6H_4(2)和o-MeC_6H_4(3)]对一级酰胺脱水成腈的催化作用.实验证明当选用(EtO)_3SiH为还原剂时,在较为温和的条件下这三种配合物均对一级酰胺脱水为腈的过程都具有良好的催化作用.该催化体系对于芳基酰胺中苯环上的取代基具有很好的耐受性.与斥电性基团相比,吸电性基团对该催化反应比较有利.     

N，N‘—二—（3,5—二甲基苯基）—3，6—二甲基—1，4—二氢—1，2，4，5—四嗪—1，4—二甲酰胺的合成

1 ,2 ,4,5—四嗪衍生物具有抗肿瘤 ,杀菌 ,杀虫等活性 ,我们曾合成了具有抗肿瘤活性的Ｎ ,Ｎ′ 二苯基 3 ,6 二甲基 1 ,4 二氢 1 ,2 ,4,5 四嗪 1 ,4 二甲酰胺 (3ａ) [1,2 ,3] ,合成路线见图 1。研究它们的抗肿瘤活性时发现该化合物的苯环间位若以Ｎ ,Ｎ 二甲基取代 ,对小鼠白血病细胞 (Ｐ 3 88)和人肺腺癌细胞 (Ａ 5 49)有很强的抗肿瘤活性。为此我们合成了苯环上有两个间位供电子基取代的四嗪类标题化合物 (3ｂ) ,以此研究四嗪类苯环取代基的构效关系。合成过程中 ,发现原料 3 ,5 二甲基苯异氰酸酯 (2ｂ)在溶剂氯仿中的溶解度良好 ,浓缩…     

基团共轭效应的经验标度

本文以一取代苯为基本模型,假设取代基对苯环间位和对位上质子的诱导效应大致相等,且间位上的共轭效应受阻,则对位上质子的化学位移(δ_p)与间位上质子的化学位移(δ_m)之差与取代基的共轭效应成正比。因此,共轭效应强度R_H可由下式求得:R_H=1.6(δ_p-δ_m)利用此式,作者计算了一些常见的基团的共轭效应强度,其结果与文献报道值颇为一致,且表现出明显的变化规律。     

充分利用电子效应解释苯环定位规律

利用电子效应解释一元取代苯环上亲电取代反应的定位规律,不但解释了各类定位基定位效应的不同,而且解释了同一类定位基邻位和对位产物比例的不同,而后者用被普遍使用的共振论则难以解释。     

五羰基铁光催化烯丙基苯类化合物的异构化反应的研究

本文研究了以五羰基铁为催化剂,使不同取代基的烯丙基苯类化合物进行光异构化反应。苯环上不同极性的取代基对烯丙基苯类化合物异构化速度的影响也不同。烯丙基苯类化合物的异构化反应是一级反应。由活化能E_a及不同极性取代基对反应的影响,对它们可能的机理模型作了进一步讨论。     

~(13)C-NMR谱的化学位移与芳烃亲电取代定位效应

在芳烃亲电取代反应中,取代基的定位效应问题是有机化学工作者所普遍关心的。从本世纪初期就开始研究苯环上取代基对芳烃亲电取代反应的影响因素。根据亲电取代反应中取代产物的比例关系,归纳出苯环上不同取代基定位能力的相对强弱序列。此序列定性地解释了许多简单的芳烃亲电取代反应的事     

2-氰基-3-甲硫基-3-苄氨基丙烯酸取代苯氧乙酯的合成及其除草活性

基于D1蛋白结构模型,设计并合成了一系列2-氰基-3-甲硫基-3-苄氨基丙烯酸取代苯氧乙酯,结构经¹HNMR、元素分析和IR确证.生物活性结果表明,化合物显示出较好的Hill反应抑制活性;而酯基部分的乙氧乙氧基被苯氧乙氧基取代后,活性有所下降,其原因可能是苯环分散了β-氧原子上的电荷密度,使之与Ser268的结合力降低,这进一步证实了Ser268位点的重要性.同时实验结果证明,苯环上的取代基对化合物活性有一定影响.