光氧化反应的研究 Ⅴ.氰基蒽敏化苊烯的电子转移光氧化反应

由缺电子光敏剂所引起的电子转移(ET)光氧化反应目前已受到广泛注意.然而,对于容易发生单线态氧(~1O_2)反应的稠环烯烃能否在氰基蒽敏化下发生ET光氧化仍研究甚少.最近作者报道了氰基蒽敏化的9-苯甲叉芴的ET光氧化过程.本文首次探讨了非交替稠环烃,苊烯(AN),在9,10-二氰蒽(DCA)或9-氰基蒽(CNA)敏化下的光氧化反应及其机理. Takeshita等不久前报道,AN受玫瑰红(RB)敏化生成的~1O_2反应产物为顺或反式     

光氧化反应的研究 V: 氰基蒽敏化苊烯的电子转移光氧化反应

对于容易发生单线态氧(^1O2)反应的稠环烯烃能否在氰基蒽敏化下发生电子转移光氧化研究甚少. 作者曾报道了氰基蒽敏化的9-本甲叉芴的ET光氧化过程. 本文首次探讨了非交替稠环烃, 苊烯(AN), 在9,10-二氰蒽(DCA)或9-氰基蒽(CNA)敏化下的光氧化反应及其机理.     

富电子芳烃的电子转移光氧化反应

9,10-二氰蒽(DCA)敏化的烯烃和某些小环化合物的电子转移光氧化反应近年来研究很活跃。在芳烃光氧化方面,单重态氧反应限于多环芳烃和高度富电子的苯衍生物。一般烷基苯和富电子程度较小的芳烃,对~1O_2为隋性。因而电子转移历程为芳烃光氧化反应提供了新途径。但迄今芳烃的电子转移光氧化仍研究较少,历程看法也存在分歧。本文报道DCA和四氯对苯二醌(TCBQ)敏化的邻、间、对二甲苯(1,2,3),对-甲氧基     

9,10-二氰基蒽敏化光氧化反应的溶剂效应

本文通过α,β-蒎烯及1,4-二苯基-1,3-丁二烯的9,10-二氰基蒽(DCA)敏化光氧化反应在一系列溶剂中产物生成的相对量子效率及单线态氧(¹O₂)产物的含量,对β-蒎烯在乙腈中的反应动力学分析,讨论了反应的溶剂效应,证明了DCA敏化光氧化反应,包括¹O₂产物都是经由电子转移的反应机理。     

缺电子芳烃侧链基的光氧化

研究了9,10-二氰蒽(DCA)和四氯对苯二醌(TCBQ)敏化的甲苯、对氯甲苯、对氰基甲苯和对硝基甲苯的电子转移光氧化反应。DCA和TCBQ均可敏化甲苯和对氯甲苯的光氧化。产物为相应的取代苯甲酸和取代苯甲醛。DCA和TCBQ均不能有效敏化对氰基甲苯和对硝基甲苯的光氧化, 但在反应体系中加入与反应物等摩尔的联苯为共敏化剂后, 两者即可顺利氧化为相应的取代苯甲酸和取代苯甲醛。通过荧光淬灭和共敏化剂联苯、无水盐高氯酸镁、O2捕获剂对苯二醌以及电子给体对二甲氧基苯等外加试剂对光氧化的影响讨论了反应历程。     

缺电子芳烃侧链基的光氧化

研究了9,10-二氰蒽(DCA)和四氯对苯二醌(TCBQ)敏化的甲苯、对氯甲苯、对氰基甲苯和对硝基甲苯的电子转移光氧化反应。DCA和TCBQ均可敏化甲苯和对氯甲苯的光氧化。产物为相应的取代苯甲酸和取代苯甲醛。DCA和TCBQ均不能有效敏化对氰基甲苯和对硝基甲苯的光氧化, 但在反应体系中加入与反应物等摩尔的联苯为共敏化剂后, 两者即可顺利氧化为相应的取代苯甲酸和取代苯甲醛。通过荧光淬灭和共敏化剂联苯、无水盐高氯酸镁、O2捕获剂对苯二醌以及电子给体对二甲氧基苯等外加试剂对光氧化的影响讨论了反应历程。     

光氧化反应研究——Ⅷ.苊酮作为电子给体的电子转移光氧化反应机理

研究了苊酮(ANO)在9,10-二氰蒽(DCA)敏化下的光氧化反应与机理。实验发现,该反应具有逐步氧化模式,依次生成1,8-(3′-羟基)-斗-萘内酯和1,8-萘二甲酸酐。通过循环伏安,荧光淬灭和激基络合物检测,DCA/联苯共敏化反应以及CIDNP效应等研究,证明苊酮可以作为电子给体与单线态DCA发生热力学上有利的电子转移过程。     

联苯在β-蒎烯光氧化中的电子中继

β-蒎烯的长时间单重态氧光氧化导致复杂的产物分布。二氰基蒽(DCA)敏化的电子转移光氧化使桃金娘烯醇的产率略有改善, 但是, 添加联苯作共敏化剂使产率几乎翻了一番。在向DCA的竞争性单电子转移中, 联苯超过了β-蒎烯。MNDO计算证实其原因是联苯的HOMO较高。联苯正离子游离基从β-蒎烯回收一个电子, 再生联苯和生成β-蒎烯正离子游离基, 它再与经基态氧与(DCA)^-之间电子转移而生成的超氧负离子(O^-~2)复合。     

反,反-1,4-二苯基-1,3-丁二烯电子转移光氧化反应中的盐效应

本文研究了在二氟甲烷中9,10-二氢基蒽(DCA)敏化光氧化反,反-1,4-二苯基-1,3-丁二烯(DPB)反应中四氟硼酸四正丁基铵盐的作用,认为四极铵盐能促进激基复合物的解离,增加电荷分离,加速反应的进行并影响产物的分布。本文还讨论了盐效应对电子转移光化学反应中机理研究的作用及在合成应用中的可能性。     

光氧化反应的研究 II: 9-苯甲叉芴的电子转移光氧化反应

芳香族烯烃, 芳烃以及稠环芳烃是光氧化反应中的重要研究对象, 本文以9-苯甲叉芴(BF)作为底物, 发现它在9,11-二氰蒽(DCA)敏化作用下易发生电子转移反应, 反应生成芴酮和BF的相应环氧化物, 用紫外光谱测出BF的电荷转移配合物的络合物稳定常数,用循环伏安法测定BF的氧化电位. 由Rehm-Weller方程计算出DCA敏化的单电子转移过程的自由能变化, 并观察到BF对DCA有明显的荧光猝灭作用.     

α-蒎烯,β-蒎烯的电子转移敏化光氧化反应的研究

本文从荧光淬灭、激基复合物、E_(1/2)的测定和k_a,△G的计算证明了典型的单线态氧的“探针”化合物a-蒎烯和β-蒎烯在极性溶剂中,用9,10-二氰基蒽(DCA)作敏化剂时,发生的是电子转移敏化光氧化反应。通过反应产物的分离和鉴定、溶剂效应的研究以及单线态氧和自由基淬灭剂对反应的淬灭试验,进一步讨论了该反应的机理。     

利用ESR技术研究二氢吡喃光敏氧化反应机理

利用自旋捕获 电子顺磁共振技术研究证实了二氢吡喃 (DHP)在乙腈、四氯化碳和正己烷溶剂中 9,10 二氰基蒽 (DCA)或四苯基卟啉 (TPP)敏化的光氧化反应机理 .实验证实 ,在四氯化碳中 ,DCA敏化光氧化反应中的单重态氧 ( 1O2 )反应来自DCA的激发三重态 ,而在乙腈中 ,所发生的单重态氧反应来自超氧负离子基 (O-·2 )与反应底物正离子自由基 (D ·)的电荷重组 (CR) ;TPP敏化光氧化反应 ,在乙腈中有O-·2 的反应 ,它来自单重态氧与底物 (D)的电子转移电荷分离 (CS) ;在反应过程中存在着CR与CS动态平衡     

9,10-二氰基蒽光敏化香豆素加成反应的研究

光化学中的电子转移反应近年来引起了人们广泛的重视。9,10-二氰基蒽(DCA)作为贫电子敏化剂敏化的各类烯烃的光氧化反应,光重排反应,光加成反应等均有报道。我们在研究DCA光敏化香豆素反应时发现,香豆素与DCA能够发生电子转移的给体—受体加成反应,联苯(BP)可以充当二次电子转移体加速反应。     

SELECTIVE PHOTOOXIDATION OF trans,trans-1, 4-DIPHENYL-1, 3-DIBUTADIENE IN ZEOLITE ZSM-5

本文研究了反式,反式-1,4-二苯基-1,3-丁二烯(DPB)在沸石NaZSM-5中的光敏氧化反应。在溶液中9,10-二氰基蒽(DCA)敏化光氧化反应有两种机制:单重态氧机制和电子转移产生超氧负离子机制。我们把DPB吸附在沸石ZSM-5孔道中,DCA溶解于沸石外部溶剂季戊四醇三甲醚中,溶剂和敏化剂都不能进入沸石孔道。光照反应后,在沸石孔道中只得到DPB的单重态氧的反应产物,没有电子转移的产物产生。反应产物产率为100%。大大提高了反应的选择性。     

蒈烯芳氰敏化光氧化反应的研究——Ⅱ.光敏氧化产物的分布及其反应机理

本文报道蒈烯在不同溶剂中光敏氧化反应产物的组成和分布及其与溶剂及敏化剂性质的关系。研究结果指出在以孟加拉玖瑰红(RB)为敏化剂时,主要生成典型的“ene”型产物,而以9,10—二腈基蒽敏化蒈烯的光氧化反应除生成“ene”型产物外还生成相当量的非“ene”型产物。实验证明蒈烯芳氰敏化光氧化反应过程,首先发生电子转移,而后产生自由基中间体和单重态氧并生成相应产物。     

二氢吡喃光敏氧化反应的研究

本文研究了二氢吡喃的氰基蒽(9,10-二氰基蒽、9-氰基蒽)敏化光氧化反应。在几种不同溶剂(乙腈、二氯甲烷、苯、四氯化碳)中,其敏化光氧化反应所生成的产物、产物分布及溶剂同位素效应与典型单线态氧的氧化反应相同。荧光淬灭、激基复合物的生成和自由能的变化支持了电子转移反应机理。我们认为,反应首先经过敏化剂的激发单线态与反应底物之间的电子转移反应,尔后在反应过程中生成了活性中间体单线态氧1O2。     

竹红菌甲素的光化学——甲素敏化的烯烃光氧化反应的研究——甲素产生~1O_2的作用

本文研究了甲素敏化的烯烃光氧化反应,证实了甲素有产生~1O_2的作用。测定了甲素敏化的~1O_2的量子产率,还研究了甲素敏化的反式芪的光氧化反应。分离并鉴定了产物。主产物为1-苯甲酰甲叉-2,5-过氧桥-6-羟基环己烯-3及它的异构体。结果表明,可能是经由双桥环过氧化物(diendoperoxide)的质子重排得到的。在这个反应中,活泼态的氧对苯乙烯的1.4-环加成占优势,这是一个新结果。     

柠檬腈的光氧化

柠檬腈的光氧化和酯化得到二个新的香料化合物:2,6-二甲基-7-氰基-3,6-二烯庚醇-2和2-甲基-6-甲酰基-1,5-二烯庚醇-3的乙酸酯(6,7)。发现在柠檬腈的烯型反应产物中,叔醇异构体2的含量特别低。化合物7的前体α-甲醛基四氢呋喃4可能经2的烯酮氧化机理生成。为肯定所提机理,经与2,3-二苯基-对已二氧烯-2的光氧化速率常数比较,测定柠檬腈、乙酸芳樟酯的消失反应速率常数,并利用顺、反柠檬腈中C-1双键光氧化的四翼相关图解释了所观察的现象,顺、反柠檬腈反应速率常数的差异为单重态氧烯型反应的分步机理提供了一个新的佐证。     

1,4-二苯基-1,3-丁二烯的氰基蒽敏化光氧化反应

某些不能与单线态氧(~1O_2)起反应的烯烃、炔烃、硫醚和环氧化合物,在以氰基蒽为敏化剂的条件下,可发生经由光敏电子转移机理的氧化反应.近年来,Santamaria 等,Foote 等和我们都在研究这类反应.本文报道以9,10-二氰基蒽(DCA)为敏化剂、反,反-1,4-二苯基-1,3-丁二烯为反应物的电子转移光敏氧化反应,并讨论了反应机理.     

2-取代吲哚的染料敏化光氧化反应

2-苯基吲哚 (1a) 在甲醇中的染料敏化光氧化反应给出2-苯基-2-(2'-苯基-3'-吲哚基)二氢吲哚-3-酮 (2a) 和2-甲氧基-2-苯基二氢吲哚-3-酮 (4a), 相应N-甲基取代产物由1-甲基-2-苯基吲哚 (1b) 的类似反应获得。发现反应产物分布随吲哚 (1) 的浓度和介质酸度的变化而变化。对反应机理进行了推测, 其中当1a的反应在乙腈中进行时, 分离到了相应的反应中间体: 2-苯基-3H-吲哚-3-酮 (3a)。