环庚烷正离子重排反应的从头算研究

先采用HF方法,基组采用STO-3G,对环庚烷正离子的重排机理进行了初步粗略的从头算研究,较快地找到了反应过程中的部分过渡态。然后再采用MP2/3-21G方法精确计算了整个重排过程中的各个过渡态的几何构型、零点能,同时对反应路径也进行了计算,以作进一步的过渡态验证。得出的结论是:环庚烷正离子的重排是环的缩小过程,在生成甲基环己烷叔正碳离子的过程中,经历了2个过渡态;首先是C(1)C(7)的键长变长、C(1)C6的键长变短,β位H(20)逐渐远离与之相连的C(1),与C(7)形成化学键;然后是与C+相连的H(16)逐渐远离C+,与β位的C(1)形成化学键,产生稳定的甲基环己烷叔正碳离子椅式结构,甲基环己烷叔正碳离子还有可能进一步重排为一个含伯正碳离子的甲基环己烷结构,计算了每一步重排反应所需的活化能。     

USHY分子筛催化剂上2-甲基戊烷异构化反应机理

根据实验观察, 以C6正碳离子基元反应为基础定量地描述了2-甲基戊烷在USHY分子筛上异构化反应机理, 以及反应温度对其的影响. 实验结果表明, 在400 ℃下, C6正碳离子从反应物分子提取氢离子反应的速率是C6正碳离子释放质子氢给表面Brфnsted碱基反应速率的10倍, 导致反应物的异构体C6烷烃产物的生成大大快于C6烯烃产物的生成. 同时发现, C6正碳离子释放质子反应比从反应物分子提取氢离子反应要求更高的活化能, 因此在高温下, C6烷烃产物的生成量比C6烯烃产物的生成量少. 描述了各种C6正碳离子的反应途径和相互转变机理, 定量地比较了它们的反应活性和选择性, 得出了某些烃催化裂化中异构化反应选择性变化的普遍规律.     

CuCl对Et3NHCl/AlCl3离子液体催化性能的影响

 用CuCl对Et3NHCl/AlCl3离子液体进行改性,并考察了其对异丁烷-丁烯烷基化反应的催化性能. 结果表明,烷基化油的收率达到178%,C8组分的含量达到85%,辛烷值(RON)达到94.8. 通过结构组成及电荷分布分析可知,在CuCl改性的Et3NHCl/AlCl3离子液体中形成了新的配位结构AlCl4CuCl-,它作为更好的碳正离子受体,在反应过程中可降低碳正离子的浓度,进而降低烯烃的聚合程度,抑制较长碳链烷烃的生成,改善烷基化油的组成.     

异丙醇羧酸铝催化合成呋喃酚反应研究

选择了异丙醇羧酸铝催化2-(2-甲基烯丙氧基)苯酚合成呋喃酚；探讨异丙醇羧酸铝用量对合成呋喃酚反应的影响.实验结果表明,异丙醇羧酸铝可高效催化2-(2-甲基烯丙氧基)苯酚合成呋喃酚.当催化剂为异丙醇二乙酸铝,用量为2-(2-甲基烯丙氧基)苯酚的2.50％(物质的量比),呋喃酚的收率达到80.8％,高于目前工业上以异丙醇铝为催化剂的78.3％,具有应用价值.     

最大气泡压力法测表面张力等温线教学实验的试剂选择*

回顾了国内最大气泡压力法测定溶液表面张力等温线教学实验历年的设计与改进。比较了乙酸、丙酸、正丁酸、2-甲基丁酸、3-甲基丁酸、正戊酸、正己酸、甲醇、丙醇、异丙醇、正丁醇、异丁醇、乙二醇、1, 2-丙二醇、吐温20、吐温80、十二烷基硫酸钠等17种常用试剂在25 ℃下的表面张力等温线,及部分试剂在15,20,25,35 ℃下的表面张力等温线,指出正丁醇、异丙醇、丙醇是较为理想的教学实验备选试剂。     

环己烯和2-甲基戊烯-1在几种Y型分子筛上的吸附量热研究

用SETARAM热流式量热计测定了环己烯和2-甲基戊烯-1于室温下在NaY、CaY、R_EY和HY等几种分子筛上的微分吸附热。我们又用Benson基团加合法计算得到了生成仲碳离子和叔碳离子时的吸附热。根据实验测得的于不同吸附量时环己烯和2-甲基戊烯-1的吸附热之差值, 对它们在上述几种Y型分子筛上的吸附机理进行了讨论。     

离子液体在多孔碳电极上的电化学性能

制备了数种离子液体及离子液体有机溶液电解质,用线性电位扫描法测试了它们的电化学窗口;并通过循环伏安、交流阻抗、电势阶跃等电化学方法,对它们在多孔碳电极中的电化学性能进行了研究.实验结果表明:溶剂对1-乙基-3-甲基咪唑类离子液体有机溶液电解质的电化学窗口有较大的影响.离子液体及离子液体有机溶液电解质在多孔碳电极上的电化学性能与其电导率密切相关,电导率越大,充电时间常数越小,比容量越大;但比容量降低的倍率远小于电导率降低的倍率.     

含钼和钨的长链聚合物非线性光学性质的从头算研究

用RHF/Lan l2DZ及扩展基组计算了含金属钼和钨的一维长链聚合物[N(M(OR)3]n(M=Mo,R=CM e3,CM e2CF3;M=W,R=CM e3)的一阶超极化率。在短链时,钼聚合物的超极化率大于相应的钨聚合物,在长链时,钼聚合物的超极化率小于相应的钨聚合物。而三氟甲基取代的钼聚合物的超极化率大于甲基取代的钼聚合物。我们发现,在选取简化模型来计算非线性光学性质时,不能单纯考虑能量最优构型,还要考虑到与原体系在成键结构,特别是在电荷分布方面的相似性。例如本文中,若按量子化学计算惯例,将甲基CH3用H原子代替,氟代甲基CF3用F原子代替,优化的简化模型的电荷分布与真实分子的电荷分布明显不同。本文还讨论了含重金属一维长链聚合物的量子化学研究中的基组的选择。     

硫醚中碳硫键室温选择性断裂反应的研究

本文研究了在四氟硼酸银存在下, 硫醚与碘甲烷室温下发生碳硫键选择性断裂反应。研究结果表明: 只有当二苄基硫醚的苯环对位连有强的供电子基团甲氧基时, 方可发生碳硫键的断裂。提出了一个离子型反应机理且碳硫键的断裂分三步完成。首先, 硫醚与甲基化试剂反应生成甲基锍盐; 继而, 此锍离子离解成由苄基碳正离子和硫醚组成的离子-偶极集合物; 最后, 甲基化试剂再进攻集合物中的硫醚, 从而导致碳硫键的断裂。     

含钼和钨的长链聚合物菲线性光学性质的从头算研究

用RHF／Lanl2DZ及扩展基组计算了含金属铝和钨的一维长链聚合物[N（M（OR）3]n（M=Mo,R=CMe3,CMe2CF3;M=W,R=CMe3）的一阶超极化率。在短链时,钼聚合物的超极化率大于相应的钨聚合物,在长链时,铝聚合物的超极化率小于相应的钨聚合物。而三氟甲基取代的铝聚合物的超极化率大于甲基取代的钼聚合物。我们发现,在选取简化模型来计算非线性光学性质时,不能单纯考虑能量最优构型,还要考虑到与原体系在成键结构,特别是在电荷分布方面的相似性。例如本文中,若按量子化学计算惯例,将甲基CH3用H原子代替,氟代甲基CF3用F原子代替,优化的简化模型的电荷分布与真实分子的电荷分布明显不同。本文还讨论了含重金属一维长链聚合物的量子化学研究中的基组的选择。     

离子液体型表面活性剂研究

以1-甲基咪唑为原料, 制备了6个常规离子液体: 1-正丁基-3-甲基咪唑四氟硼酸盐及六氟磷酸盐(简称[bmim][BF₄]及[bmim][PF₆])、1-正己基-3-甲基咪唑四氟硼酸盐及六氟磷酸盐(简称[hmim][BF₄]及[hmim][PF₆])、1-正十六烷基-3-甲基咪唑四氟硼酸盐及六氟磷酸盐(简称[C₁₆mim][BF₄]及[C₁₆mim][PF₆])和4个功能化离子液体: 1-(2-羟乙基)-3-甲基咪唑四氟硼酸盐及六氟磷酸盐(简称[2-hemim][BF₄]及[2-hemim][PF₆])、1-乙氧羰基甲基-3-甲基咪唑四氟硼酸盐及六氟磷酸盐(简称[eocmmim][BF₄]及[eocmmim][PF₆]). 研究了这两类离子液体的一些物理性能, 旨在挖掘离子液体在香料香精化妆品工业中的应用价值. 分别检测了它们与一般溶剂的互溶性, 并测定了它们的表面张力和发泡性能, 实验结果表明, 仅[C₁₆mim][BF₄]和[C₁₆mim][PF₆]具有发泡性能, 发泡力分别为68和120 mm.     

1-正丁基-3-甲基咪唑溴化物离子液体TGA-FTIR研究

利用TGA-FTIR技术,研究了空气及氮气气氛下1-正丁基-3-甲基咪唑溴化物的热性能.结果表明,在不同的气氛下,在离子液体的沸点附近,存在一定的蒸汽压,随着温度的升高,1-正丁基-3-甲基咪唑溴化物主要以蒸气的形式汽化.在离子液体汽化过程中,未观察到离子液体发生明显的分解现象.在受热过程中,离子液体可能发生碳化作用,在空气气氛中,离子液体可能发生氧化作用,并且,离子液体的碳化速率与氧化速率基本接近.随着温度的升高,离子液体的氧化及碳化产物被进一步深度氧化.     

ZnZSM-5沸石上某些环烷烃芳构化性能的研究

用脉冲微反技术研究了环己烷、甲基环己烷和甲基环戊烷在ZnZSM-5和HZSM-5上反应的产物分布和动力学、发现在ZnZSM-5上, 环己烷和甲基环戊烷以高选择性转化成苯, 甲基环己烷以高选择性转变为甲苯; 在HZSM-5上它们反应的芳烃选择性均很低且都得到以甲苯为主的BTX混合物。证明了这些反应都为动力学一级反应,求出了370 ℃—450 ℃间反应的速度常数和活化能。还发现环己烷反应的苯选择性与催化剂中的Zn含量有一致的对应关系。提出了ZnZSM-5上环烷烃反应的过程图式, 认为芳构化过程的控制步骤是环状碳离子的形成, 反应中非预计芳烃组分的产生与中间体环状碳离子的低温烷基化和高温脱烷基以及裂解所产生的小分子的再芳构化有关。     

支链烷基苯磺酸钠聚集性质的实验与理论研究

以芘为探针、二苯酮为猝灭剂,用稳态荧光法测定了合成的4种链长分别为10、12、14、16碳,苯环均在β位取代的对烷基苯磺酸钠的临界胶团浓度、胶团聚集数和微极性.研究了链长对支链烷基苯磺酸钠聚集性质的影响.分析了支链烷基苯磺酸钠疏水、亲水基团对聚集性质的影响.用量子化学从头算Hartree Fock方法取6 31G 基组计算了支链烷基苯磺酸根离子气相中的电荷分布.     

一种荧光探针检测水溶液中碘离子

本文选用无水柠檬酸和N-(β-氨乙基-γ-氨丙基)甲基二甲氧基硅烷,利用水热法制得碳量子点,此碳量子点发蓝光,激发波长和发射波长分别为370 nm、466 nm.由于碘的重原子效应和碘离子易于给出电子的能力,当碳量子点在水溶液中遇到碘离子时会发生荧光猝灭,通过测量荧光寿命,发现碳量子点和碘离子之间存在动态猝灭效应.利用...     

钌离子催化氧化法研究大港减压渣油组分化学结构

利用钌离子催化氧化方法对大港减压渣油芳香分、胶质和庚烷沥青质进行了选择性降解,通过GC、GC-MS等分析手段对降解反应产物中一元正构脂肪酸、α,ω-二元正构脂肪酸和苯二～六元羧酸的含量和分布分别进行了定量分析。结果表明,芳香分、胶质和庚烷沥青质中的芳香结构上都存在大量烷基取代基和桥接不同芳碳的聚亚甲基桥。烷基取代基碳数最大约为33,聚亚甲基桥最大碳数约为24,而且这两种结构单元的含量均随碳数的增加而减少,并呈现出了偶碳优势。庚烷沥青质C12以下侧链相对较多而C16＋较少,与芳香分的分布相反;正构烷基侧链的浓度按庚烷沥青质、胶质和芳香分的顺序递减。降解产物中都检测到了苯二甲酸到苯六甲酸等一系列的苯多酸,表明三个组分中都存在稠环芳香结构。庚烷沥青质中缩合程度较高的迫位缩合结构含量最高,芳香分渺位缩合结构最多,胶质介于两者之间。     

松毛虫性信息素共轭双键定位方法的研究

亲二烯体试剂4-甲基-1,2,4-三唑啉-3,5-二酮(MTAD)与共轭二烯成分形成衍生物,经气相色谱-质谱分析,衍生物质谱图中各种特征碎片离子简单、明显,可用于确定共轭双键在碳链中的位置。以鉴定云南松毛虫性信息素腺体成分的共轭双键位置为例,进一步探讨了反-5-,顺-7-十二碳二烯醇及相应的醛和乙酸酯与MTAD形成衍生物的化学反应特点及色谱分析中应注意的问题。     

褐煤模型化合物与异丙醇进行醇解的反应性研究

采用密度泛函理论对褐煤模型化合物与异丙醇醇解的反应特性进行了研究。估算了醇解反应的热力学参数。提出一种将希什菲尔德电荷分布和福井函数相结合的改良方法,用以确定反应物的初始构型。将线性协同转化方法和二次同步转变法相结合用于搜索过渡态,并同时对反应物和产物的构型进行优化。经过计算发现,反应焓随温度升高而降低;反应过程中出现亲核基团;异丙醇是常用醇类中最活泼的醇解剂。因此可认为褐煤醇解反应是放热反应,反应机理为亲核加成机理。     

典型醇类物质超临界水氧化反应途径研究

采用自主设计的连续流动气封壁超临界水氧化反应装置,研究了典型醇类物质甲醇、乙醇和异丙醇在超临界水中氧化的反应途径,并归纳了醇类物质超临界水氧化反应的规律及特点。研究结果表明,甲醇超临界水氧化反应的主要中间产物为甲醛,同样条件下转化率较乙醇和异丙醇低;乙醇和异丙醇超临界水氧化反应的主要中间产物为丙酮、乙酸、乙醛和甲醇等。三种醇超临界水氧化过程中均涉及到大量活性自由基的相互作用,表现为脱氢、裂解和聚合等反应形式;产物包括碳链增长、不变、降低三种类型。总体来看,醇类物质超临界水氧化反应的趋势是向碳链降低的方向进行,即通过一系列中间产物最后生成CO2和水。     

典型醇类物质超临界水氧化反应途径研究

采用自主设计的连续流动气封壁超临界水氧化反应装置,研究了典型醇类物质甲醇、乙醇和异丙醇在超临界水中氧化的反应途径,并归纳了醇类物质超临界水氧化反应的规律及特点。研究结果表明,甲醇超临界水氧化反应的主要中间产物为甲醛,同样条件下转化率较乙醇和异丙醇低;乙醇和异丙醇超临界水氧化反应的主要中间产物为丙酮、乙酸、乙醛和甲醇等。三种醇超临界水氧化过程中均涉及到大量活性自由基的相互作用,表现为脱氢、裂解和聚合等反应形式;产物包括碳链增长、不变、降低三种类型。总体来看,醇类物质超临界水氧化反应的趋势是向碳链降低的方向进行,即通过一系列中间产物最后生成CO₂和水。