9-氯-9-硼芴与NaBH4反应的理论研究

采用密度泛函理论研究了9-氯-9-硼芴与NaBH₄反应的机理, 优化得到了10个中间体和12个过渡态, 并确定了可能的反应通道. 计算结果表明: 主反应通道包含了6个中间体和5个过渡态, 决速步活化能为80.35 kJ•mol^－1, 9-硼芴并非反应势能面上最稳定的中间体. 解释了实验上不能成功分离出稳定中间体9-硼芴的原因.     

苯硝化反应机理及其溶剂效应的理论研究

在密度泛函理论(DFT)非限制B3LYP/6-311G^**水平上, 求得苯与硝酰阳离子(NO₂⁺ )硝化反应势能面上的π-过渡态、σ-过渡态, 以及由这两个过渡态通过内禀反应坐标(IRC)计算所得σ-反应络合物和σ-中间体(Wheland中间体)的全优化几何构型、电子结构、IR光谱和热力学性质, 确认了反应通道, 阐明了在亲电取代过程中无同位素效应的实验事实; 求得气相中反应的活化能为8.370 kJ/mol, 速率常数数量级为10¹⁰ mol^-1·s^-1. 从热力学和动力学两方面阐明了苯硝化的亲电取代机理优于单电子转移双自由基机理. 通过自洽反应场(SCRF)B3LYP/6-311G^**计算, 系统研究了相对介电常数分别为5.0, 25.0, 50.0和78.5的溶剂对苯与NO₂⁺反应过程中各驻点的结构和反应机理的影响, 发现溶剂效应使气相中形成σ-过渡态(速控步骤)的活化能下降, 并使该步骤在水溶液中成为无垒反应. 此外还揭示了实验与理论共同关心的Wheland中间体的电荷分布、偶极矩、前线轨道能级差与溶剂稳定化能之间存在的良好线性关系.     

N-(3-甲吡啶-2)-亚胺甲基-1-(3-甲吡啶-2)腙的Ce(NO3)3配合物的合成与晶体结构

3,6-二(3-甲吡啶-2)-s-四嗪(DMPTZ,Ⅱ)和Ce(NO₃)_3.6H₂O反应生成了一个新的配体L: N-(3-甲吡啶-2)-亚胺甲基-1-(3-甲吡啶-2)腙和一个新的单核配合物[Ce(L)(NO₃)₂(H₂O)₃].NO₃ (Ⅲ). 用IR和X单晶衍射对化合物Ⅲ的单晶进行了分析. 该晶体属三斜晶系, 空间群为P-1, a = 7.133(4), b = 11.139(2), c = 14.572(3)Å, α= 102.13(2), β=99.81(3), γ=91.10(3), Z = 2, V = 1113.6(7) nm³, μ=2.123 mm^-1, F(000)=630. 结果表明, 中心原子Ce³⁺具有十配位, 其中配体L是三齿配, 提供了三个配位N原子, 且Ce与三个配位N原子在同一平面; 在平面骨架的上方有三分子的H₂O参与配位, 提供了三个配位O原子; 在下方有两个NO₃^-参与配位, NO₃^-是双齿配位, 提供了四个配位O原子, 且这四个O原子不在同一个平面上. 对DMPTZ在Ce(Ⅲ)的条件下的分解机理进行了简要的讨论.     

NH2 + HNCO反应机理的从头计算

在6-311G(d,p)基组水平上, 采用全电子的UMP2和UQCISD(T)方法对自由基NH₂和HNCO反应机理进行了研究, 结果表明, 反应存在如下两条反应通道: NH₂ + HNCO→NH₃ + NCO (1)和NH₂ + HNCO→N₂H₃ + CO (2). 反应(1)是吸氢反应, QCISD(T,full)// MP2(full)/6-311G(d,p) 计算位垒是29.04 kJ/mol. 与实验估计值29.09 kJ/mol一致. 在反应的温度区间(2300～2700 K),传统过渡态理论得出的速率常数值的范～围是1.68×1011～3.29×10¹¹cm³·mol^-1·s^-1, 支持了反应速率常数应小于等于5.0×10¹¹cm³·mol^-1·s^-1的实验结论. 对反应(1), 理论研究还得出反应物分子可通过分子间作用生成氢键复合物(HBC), 其能量相对于反应物降低32.41 kJ/mol. 反应(2)是一个可经过顺式或反式方式进行的分步反应, 在反应分子间第1步生成N—N键, 再经过一个C—N键断裂过渡态生成产物. 反应(2)控速步骤的位垒为92.79 kJ/mol(顺式)或147.43 kJ/mol(反式). 反应(2)位垒高于反应(1).     

理论研究H原子与SiHF3的抽提反应

对H和SiHF₃的反应进行了详细的理论研究. 用从头算(UMP2)方法研究了其机理, 结果表明抽提氢是惟一可行的反应通道, 抽提氟的通道由于具有较高的势垒而难以进行. 用变分过渡态理论加小曲率隧道效应对该反应进行了动力学研究, 得到200~3000 K温度范围内的速-温关系式为: k(T) = (9.74×10^-22)T ^{3.22exp(-856/T).}     

L-乳酸脱氢酶催化反应机理的ab initio研究

应用ab initio方法在HF/6-31G*水平上对L-乳酸脱氢酶催化反应机理进行了研究.结果表明,H_R^-的转移是丙酮酸盐转化为L-乳酸盐反应的速度控制步骤,并且,H_R^-与H_R⁺的转移是准同步进行的.反应的活化能为168.37 kJ/mol,反应物的复合物与产物复合物的能量差为?87.61 kJ/mol,丙酮酸转变为乳酸是吸热反应.与文献报道的半经验研究相比,计算结果的显著特征是:过渡态中辅酶上的吡啶环呈准船式构象而非平面构象;反应的H_R⁺转移步骤在结构及电荷特征上与低位垒氢键很相似.此外,过渡态中底物与L-乳酸脱氢酶的活性位之间存在着相当强的静电作用,伴随着过渡态的形成,底物上羰基的极性逐渐增强,有利于H_R^-的转移.这些计算结果与相关实验结论一致.计算结果还表明,过渡态中的“氢负离子”H_R^-实际上是一个带0.13个单位正电荷的阳离子,这一结果与文献报道的半经验计算结果一致.     

由A2, B2和BB2'型单体合成超支化共聚物——Ⅳ. N-乙基乙二胺、4, 4′- 三亚甲基二哌啶与二乙烯基砜的共聚合反应

将二官能度单体(A₂)和三官能度单体(BB₂^¢)反应合成超支化聚合物的方法推广应用于共聚反应.用A₂ ——二乙烯基砜(DV),B₂ ——4,4′-三亚甲基二哌啶(TMDP)和BB₂^¢——N-乙基乙二胺(NDA)单体直接反应合成了超支化共聚物.聚合反应时,TMDP和NDA的仲胺基与DV的双键迅速加成,生成一种带有双键和伯胺基的AB₂^¢型中间体,该中间体进一步聚合得到超支化聚砜胺.用Fourier变换红外光谱(FTIR),色-质联用谱(LC/MSD)等测试手段验证了这一反应机理.产物的支化度随着TMDP与NDA的加料比增大而减小,因而可通过这种共聚合方法来控制超支化聚合物的支化度.当TMDP与NDA的加料比大于或等于4时,产物是半结晶的.     

脉冲辐解研究类胡萝卜素与CCl3OO 的反应

通过脉冲辐解研究CCl₃OO×与胭脂树橙(BIX), β-胡萝卜素(b-C)及番茄红素(LYC)在水/醇均相混液中反应. 在与CCl₃OO×反应过程中, 类胡萝卜素本底吸收位置(BIX在500 nm左右, b-C在450 nm左右, LYC在500 nm左右)有明显的漂白, BIX与b-C在650 nm左右有反应产物生成过程的吸收峰出现. BIX和b-C与CCl₃OO×反应的二级反应速率常数分别为1.78 ´ 10⁸与7.8 ´ 10⁷ mol^-1·dm³·s^-1 , LYC与CCl₃OO ×反应只观察到漂白过程, 表明LYC与CCl₃OO×反应产物在检测范围内没有特征吸收, 根据漂白过程求得二级反应速率常数为4 ´ 10⁷ mol^-1·dm³·s^-1.     

Y2O3/纳米碳管复合粒子的结构及其对高氯酸铵热分解性能的研究

采用溶胶-凝胶法制备了Y₂O₃/纳米碳管复合粒子, 并用SEM, XPS, FT-IR和XRD对Y₂O₃/纳米碳管复合粒子的形貌和微观结构进行了表征. 结果表明, 纳米碳管有效承载了Y₂O₃, Y₂O₃连续均匀地负载在纳米碳管的表面, 负载量为19.53%. FT-IR 和XPS证明了Y₂O₃粒子和纳米碳管表面之间发生了化学键合. 用三种方法将相同比例的Y₂O₃/纳米碳管复合粒子与高氯酸胺(AP)进行混合, 采用差热分析(DTA)研究了三种混合样品中Y₂O₃/纳米碳管复合粒子对高氯酸铵热分解的催化性能. 结果表明, 三种混合样品中的Y₂O₃/纳米碳管复合粒子都能催化高氯酸铵的热分解, 其中通过水溶剂混合的样品中Y₂O₃/纳米碳管复合粒子的催化效果优于另外两种. 与纯高氯酸铵相比, 其样品中高氯酸铵的高温分解峰温降低了168.5 ℃, 表观分解热由371 J•g^－1提高到1410 J•g^－1. 并用不同样品中高氯酸铵热分解动力学参数对所得结果进行了理论分析.     

Y2O3/纳米碳管复合粒子的结构及其对高氯酸铵热分解性能的研究

采用溶胶-凝胶法制备了Y₂O₃/纳米碳管复合粒子, 并用SEM, XPS, FT-IR和XRD对Y₂O₃/纳米碳管复合粒子的形貌和微观结构进行了表征. 结果表明, 纳米碳管有效承载了Y₂O₃, Y₂O₃连续均匀地负载在纳米碳管的表面, 负载量为19.53%. FT-IR 和XPS证明了Y₂O₃粒子和纳米碳管表面之间发生了化学键合. 用三种方法将相同比例的Y₂O₃/纳米碳管复合粒子与高氯酸胺(AP)进行混合, 采用差热分析(DTA)研究了三种混合样品中Y₂O₃/纳米碳管复合粒子对高氯酸铵热分解的催化性能. 结果表明, 三种混合样品中的Y₂O₃/纳米碳管复合粒子都能催化高氯酸铵的热分解, 其中通过水溶剂混合的样品中Y₂O₃/纳米碳管复合粒子的催化效果优于另外两种. 与纯高氯酸铵相比, 其样品中高氯酸铵的高温分解峰温降低了168.5 ℃, 表观分解热由371 J•g^－1提高到1410 J•g^－1. 并用不同样品中高氯酸铵热分解动力学参数对所得结果进行了理论分析.     

含硝基二代光致变色液晶树枝状大分子的光化学研究

研究了树外围含36个硝基偶氮苯端基新型二代碳硅烷光致变色液晶树枝状大分子(G₂)在溶液中的最大吸收波长, 摩尔消光系数, 反-顺光异构化反应速率常数, 热回复异构化反应速率常数, 光化学回复异构化反应平衡常数及速率常数. G₂的光致变色反应速率常数的数量级为10^－1 s^－1, 而含偶氮端基侧链聚硅氧烷的光致变色反应速率常数的数量级为10^－8 s^－1, 因此, 液晶树枝状大分子的光响应速率比后者快10⁷倍. G₂的光化学回复异构化反应平衡常数k_t/k_c为1.77～1.97, 有作为光控开关材料的应用前景.     

SYNTHESES AND ACTIVE BEHAVIOR OF NOVEL UV PHOTOINITIATORS

A series of novel hybrid photoinitiators(YPhCOPhXPhI~+PhPF_6~-,Y = 4-NO_2,4-MeO or 3-Cl,X = O,OCH_2,or nothing),which contain multiple aromatic rings(PhCOPhXPh),were prepared by reaction of easily available aryl ketones (YPhCOPhXPh) with iodosobenzene diacetate[PhI~+OCOCH_3(CH_3CO_2)~-].The inset of an aromatic ring into p-benzoyldiphenyliodonium hexafluorophophate(PhCOPhI~+PhPF_6~-)(BDPIH,He-type photoinitiator) between diphenyliodonium and benzoyl is propitious both to the preparation and the photoinit...     

多氯二苯硫醚结构参数和热力学性质的密度泛函理论研究

在B3LYP/6-31G*水平上对209个多氯二苯硫醚(PCDS)系列化合物进行了全优化计算, 得到各分子的结构参数和热力学参数. 研究了这些参数与氯原子在苯环各位置的取代数目和相互位置(N_PCS)之间的关系发现: 分子平均极化率(α)、焓(H $)、自由能(G $)、恒容热容( )和熵(S $)与N_PCS之间有很强的相关性, 相关性系数r²＞0.988, 分子体积(V_m)、最高占据轨道能(E_HOMO)和最低未占据轨道能(E_LUMO)与N_PCS也有较好的相关性, 相关性系数r²分别为0.949, 0.894和0.915. 设计等键反应, 计算了PCDS各异构体的标准生成热(Δ_fH $)和标准生成自由能(Δ_fG $). 根据异构体自由能的相对大小, 求得异构体的相对稳定性顺序.     

SYNTHESIS AND PROPERTIES OF POLYACETYLENES CONTAINING CARBAZOLE AND AMINO ACID MOIETIES

 Novel 9-proparylcarbazole monomers containing amino acid moieties, 2-N-(tert-butoxycarbonyl)-L-alanine-9-proparylcarbazole ester (1), 2-N-(tert-butoxycarbonyl)-L-O-cyclohexyl-L-glutamic acid-9-proparylcarbazole ester (2) and 2-N-(tert-butoxycarbonyl)-L-phenylalanine-9-proparylcarbazole ester (3) were synthesized and polymerized with (nbd)Rh+[η⁶-C₆H₅B–(C₆H₅)₃] to give the corresponding polymers with number-average molecular weights ranging from 7050 to 10500 in 70%-86% yields. The polymers were completely soluble in toluene, CHCl₃, CH₂Cl₂, THF and DMSO, but insoluble in hexane, diethyl ether and MeOH. The specific rotation studies revealed that poly(1)-(3) do not took predominantly one-handed helical structures in the solvents although they possess chiral groups. The polymers emitted fluorescence in 0.40%–2.35% quantum yields. The cyclic voltammograms of the polymers indicated that the polymers exhibited electrochemical properties.     

低固相含量SiO2分散体系流变性研究

以甘油(GL)和聚乙二醇(PEG)为分散介质, 研究了低体积分数(Φ＜8%)的SiO₂分散体系的稳态和动态的流变性能, 发现体系都具有可逆的剪切变稀和剪切增稠现象. 在剪切速率大于临界剪切速率(γ^_.＞γ_^.c)时, 体系具有明显的剪切增稠现象, 而当γ^_.＜γ_^.c, GL体系只有轻微的剪切变稀现象, PEG体系剪切变稀现象却很明显. 在动态试验中考察了模量以及损耗角正切tg δ随剪切应力(σ)的变化. 在所研究的应力范围内, 体系中耗能模量G"都大于储能模量G', tg δ大于1, 体系主要表现为粘性. 用“粒子簇”生成机理能较好地解释这种剪切变稀和剪切增稠现象, 即剪切变稀是由于连续的空间网络结构被破坏, PEG体系剪切变稀现象较GL体系明显应该与PEG高分子链的松弛以及体系中较少的氢键有关; 剪切增稠是由于粒子簇的生成引起的.     

Doubly hydrogen-bridged 1,2-diphenylenediboranes derived from 9-chloro-9-borafluorene and ligand exchange reactions

Cyclic 1,2-diphenylenediboranes containing a doubly hydrogen-bridged structure, including 1,2-(2,2^′biphenylylene)diborane(I) and 1,2-(2,2^′biphenylylene)-1,2-diethyldiborane (II), are conveniently prepared by treating 9-chloro-9-borafluorene with NaBH₄ and Na(Et)₃BH, respectively. The reaction mechanism involves an initial Cl-H exchange to form 9-borafluorene containing a reactive 5-member ring diarylborane moiety, which subsequently engages in a facile ring expansion with the in situ formed B-H containing residue (BH₃ or HBEt₂) to result in cyclic 1,2-diphenylenediboranes compounds. The doubly hydrogen-bridged structure shows good thermal stability up to 50 °C. Upon thermal cleavage at higher temperature, all free B-H groups become very reactive involving hydroboration with α-olefin. The complexization study also reveals that this intradiborane moiety forms a 1:2 complex with a strong base, such as pyridine.     

PREPARATION AND PROPERTIES OF SPAES-TiO_2 HYBRID MEMBRANES FOR DIRECT METHANOL FUEL CELL

Sulfonated poly(arylene ether sulfone)(SPAES) copolymer with degree of sulfonation of 1.0 was synthesized and characterized.A series of SPAES-TiO_2 hybrid membranes with various contents of nano-sized TiO_2 particles were prepared and characterized through sol-gel reactions.Scanning electron microscopy(SEM) images indicated the TiO_2 particles were well dispersed within polymer matrix.These composite membranes were evaluated for proton exchange membranes(PEMs) in direct methanol fuel cell(DMFC).These mem...     

多氯联苯醚的结构参数和热力学性质的密度泛函理论研究

采用密度泛函理论(DFT)方法在B3LYP/6-31G*水平上对209个多氯联苯醚(PCDEs)系列化合物进行了全优化和振动分析计算, 得到各分子的结构参数和热力学性质, 并研究了这些参数与氯原子的取代位置及取代数目(N_PCS)之间的关系. 结果表明: 分子平均极化率(α)、焓(H^Ө)、自由能(G^Ө)、恒容热容( )和熵(S^Ө)与N_PCS之间有很强的相关性(相关性系数r²分别为0.9955, 1.0000, 1.0000, 0.9918, 0.9995), 分子体积(V_m)和最高占据轨道能(E_HOMO)与N_PCS也有较好的相关性, 相关性系数r²分别为0.9735和0.9362. 设计等键反应, 计算了PCDEs系列化合物的标准生成热(Δ_fH^Ө)和标准生成自由能(Δ_fG^Ө). 根据异构体自由能的相对大小, 从理论上求得异构体的相对稳定性顺序.     

三核苯甲酸铁配合物[Fe3O(OBZ)6(H2O)3](NO3)(acetone)5(OBZ-=苯甲酸根)的结构和磁性

合成了三核苯甲酸铁配合物［Ｆｅ３Ｏ（ＯＢＺ）６（Ｈ２Ｏ）３］（ＮＯ３）（ａｃｅｔｏｎｅ）５。测定了其晶体结构，其中三个铁形成等边三角形结构。配合物的变温磁化率表明，分子内三个铁之间有弱的反应磁性交换作用，Ｊ＝－３３．１８ｃｍ＾－１。分子之间则有更弱的反铁磁性交换作用，ＺＪ＾＇＝－１．１４ｃｍ＾－１。     

两个手性氧钒配合物[VO(Naph-Leu)(OMe)(CH3OH)]和[VO(Naph-Phe)(OMe)(CH3OH)]的合成、晶体结构和光谱表征

合成了2个新的手性L-亮氨酸萘酚醛和L-苯丙氨酸萘酚醛希夫碱氧钒配合物,[VO(Naph-Leu)(OMe)(CH3OH)](1)和[VO(Naph-Phe)(OMe)(CH3OH)](2)。X-射线单晶衍射分析表明,1晶体属于正交晶系,P21212空间群,晶胞参数为:a=0.946 80(8)nm,b=3.246 3(3)nm,c=0.662 37(5)nm,V=2.035 9(3)nm3,Z=4,F(000)=864,R1=0.046 3,wR2=0.112 7,S=1.076。2晶体属于单斜晶系,P21空间群,晶胞参数为:a=1.113 41(11)nm,b=0.724 09(6)nm,c=1.342 99(12)nm,V=1.047 95(16)nm3,Z=2,F(000)=464,R1=0.035 8,wR2=0.088 8,S=1.024。测定了它们的红外光谱、紫外光谱和圆二色光谱,讨论了紫外吸收光谱和圆二色光谱性质。