p-羟基苯丙酮酸互变异构反应机理溶剂效应的理论研究

采用密度泛函B3LYP方法,在6-31+G**基组水平上对p-羟基苯丙酮酸质子转移引起的烯醇式-酮式互变异构反应机理进行了计算研究,获得了互变异构过程的反应焓、活化能、活化吉布斯自由能和质子转移反应的速率常数等参数。Onsager反应场溶剂模型用于水相和甲醇相的计算,计算结果表明,p-羟基苯丙酮酸无论在气相还是水相、甲醇相中,其酮式异构体都是最稳定的存在形式,烯醇式异构体也会以一定量共存。气相中孤立分子内质子转移几何构型改变较显著,异构化反应需要较大的活化能,不利于发生质子转移,Onsager模型计算方法对质子转移反应的影响较小。     

5-氯尿嘧啶质子转移异构化的密度泛函理论研究

采用密度泛函B3LYP/6-311+G**方法,对5-氯尿嘧啶分子内质子转移及水助催化质子转移引起的互变异构反应机理进行了计算研究,获得了互变异构过程的反应焓、活化能、活化吉布斯自由能和质子转移反应的速率常数等参数。计算结果表明,5-氯尿嘧啶无论是孤立分子还是一水合物,其双酮式CU1是最稳定异构体,由双酮式向烯醇式异构化找到3条通道(P1,P2,P3),各通道速控步骤的活化能分别为177.85、177.05和197.58kJ/mol。当水分子参与反应以双质子转移机理异构化时,活化能显著降低,各通道速控步骤的活化能依次降为66.24、69.36和77.85kJ/mol,有利于双酮式向烯醇式或酮醇式转变。计算结果还表明,氢键作用在增大5-氯尿嘧啶一水复合物稳定性、降低质子转移异构化反应活化能等方面起着重要作用。     

二苯甲酰甲烷互变异构反应机理溶剂效应的理论研究

采用密度泛函B3LYP方法,在6-31+G(d,p)基组水平上对二苯甲酰甲烷质子转移引起的酮式-烯醇式互变异构反应机理进行了计算研究,获得了零点能、总能量、吉布斯自由能及质子转移过程的反应焓、活化能、活化吉布斯自由能和速率常数等参数.3种非质子溶剂中的优化和频率计算采用Onsager模型进行计算.计算结果表明,不论在气相还是3种溶剂中,二苯甲酰甲烷的烯醇式较酮式稳定,烯醇式向酮式气相转变需要较高的活化能垒,在不同极性的溶剂中,随着溶剂介电常数的增大,异构化反应活化能垒减小,反应速率常数增大.     

2,6-二巯基嘌呤质子转移异构化的密度泛函理论研究

采用密度泛函B3LYP方法, 在6-311＋G(d,p)基组水平上对2,6-二巯基嘌呤质子转移引起的硫醇式与硫酮式互变异构反应进行了计算研究, 获得了互变异构过程的反应焓、活化能、活化吉布斯自由能和质子转移反应的速率常数等性质. 计算结果表明, 2,6-二巯基嘌呤无论是孤立分子还是一水合物, 其二硫酮式R是最稳定异构体. 由二硫酮式通过分子内质子转移向二硫醇式异构化共有6条反应通道, 其主通道(1)速控步骤的活化能为139.1 kJ•mol^－1, 速率常数为2.16×10^－12 s^－1; 当水分子参与反应以双质子转移机理异构化时, 活化能显著降低, 有利于硫酮式向硫醇式转变, 其主通道(7)速控步骤的活化能为61.3 kJ•mol^－1, 速率常数为1.33×10 s^－1. 计算结果还表明, 氢键作用在增大2,6-二巯基嘌呤氢键一水合物稳定性、降低质子转移异构化反应活化能等方面起着重要的作用.     

有机配体Schiff碱4-(2-羟基苯基)-亚氨基-戊-2-酮的从头算研究

本文通过从头算HF／6－31G（d）方法,对Schiff4－（2－羟基苯基）－亚氨基－戊－2－酮 进行了理论研究,提供了该化合物两种互变异构体的几何构型参数、电子结构、IR光谱性 、偶极矩数据,并借助热、动力学手段,分析了两种互变异构体的异构平衡过程。计算结果表明：（1）从几何构型、电子 结构和相对能量的角度考虑,由于较强的分子内氢键作用和较大的共轭体系,亚胺烯醇式更为稳定。（2）从分子极性的角度考虑,烯胺酮式具有较大的偶极矩,其较强的分子间作用力有利形成晶体,因而烯胺酮式以晶体的形式存在。（3）由烯胺酮式向亚胺烯醇式转化的互变异构反应是热力学自发反应,但受到较大活化能的控制,是一个动力学稳定体系。分析了极性溶剂存在的互变异构反应是热力学自发反应,但受到较大活化能的控制,是一个动力学稳定体系。分析了极性溶剂存在将有利于反应发生且标题化合物以亚胺烯醇式存在于极性溶剂中的作用。以上结论均与实验研究结果相符。     

胞嘧啶一水复合物质子转移异构化反应机理的理论研究

采用密度泛函B3LYP方法,在6-311＋G＊＊基组水平上对胞嘧啶一水复合物质子转移引起的氨-酮式、氨-烯醇式与亚胺-酮式互变异构反应机理进行了计算研究,获得了互变异构过程的反应焓、活化能、活化吉布斯自由能和质子转移反应速率常数等参数。将Onsager反应场溶剂模型用于水相的计算,结果表明,胞嘧啶一水复合物无论在气相中...     

5-氟胞嘧啶气相及水助质子转移异构化的理论研究

采用密度泛函B3LYP/6-311G**方法,对6种5-氟胞嘧啶异构体孤立分子的稳定性及质子转移引起的酮式-烯醇式、氨基式-亚胺式互变异构反应机理进行了计算研究,获得了零点能、吉布斯自由能及质子转移过程的反应焓、活化能、活化吉布斯自由能和速率常数等参数.计算结果表明,气相中烯醇-氨基式FC4是最稳定的异构体.分子内质子转移设计了FC1→FC2和FC1→FC6两条通道,分别标记为P(1)和P(2),各通道速控步骤的活化能和速率常数分别为155.9 kJ·mol-1,4.70×10-15 s-1和173.1 kJ·mol-1,1.41×10-18 s-1.水助催化时,相应通道P(3) 和P(4) 速控步骤的活化能和速率常数分别为51.0 kJ·mol-1,1.41×103 s-1和88.2 kJ·mol-1,4.53×10-3 s-1.可见,水分子的加入极大地降低了质子转移的活化能垒.另外发现,水分子参与形成协同的双质子转移机理比水助单质子转移机理更利于降低活化能垒.     

基于异噁唑酮类份菁染料的激发态分子内质子转移的研究

运用量子化学理论计算方法研究了3-甲基-4-(1H-吲哚-3-次甲基)-异噁唑-5-酮(A)及其衍生物份菁染料的激发态分子内质子转移性质.研究表明:在基态3种染料AH(R=H),AO(R=—O(H3))和AP(R=—O(H2Ph))只存在酮式构型,在激发态AH与AP存在酮式和烯醇式2种构型,而AO存在酮式、烯醇式和仲胺式3种构型.红外光谱表明化合物从基态跃迁到激发态存在分子内的氢键增强作用,势能曲线显示激发态的质子转移为放热反应且能垒较低,通过分析电子光谱得到具有较大斯托克位移的激发态分子内质子转移的荧光发射峰,前线分子轨道理论计算进一步说明了其质子转移的发生过程.     

3,6-二羟基哒嗪质子转移过程的理论研究

为了探索3,6-二羟基哒嗪分子醇式和酮式结构互变异构化的反应机理,本研究组采用DFT B3LYP/6-311+G(d)方法对标题化合物异构化反应的势能面进行了研究,在探讨各种可能的反应途径中,发现至少有34种异构体和43种过渡态.结果表明,6-羟基-3(2H)-哒嗪酮不论是单体,与水形成配合物,还是二聚体,比其相对应的异构体能量低,表明在通常情况下是以6-羟基-3(2H)-哒嗪酮形式稳定存在的,这与前人通过实验数据对互变异构体的比率进行预测的结果是一致的;在考察的可能反应途径中,直接进行的分子内质子转移过程需要的活化能为142.2 kJ·mol^-1,水助催化时,反应活化能为41.3 kJ·mol^-1,考虑溶剂效应后,其活化能为59.2 kJ·mol^-1,二聚体双质子转移的活化能为16.8 kJ·mol^-1,二聚体双质子转移所需活化能最低,在室温下就可以进行.由此可见氢键在降低反应活化能方面起着重要的作用.     

3-乙氧羰基-2,3/2,5-二氢-1,5-苯并硫氮杂卓的互变异构及其热行为

用核磁共振法研究了3-乙氧羰基-2,3/2,5-二氢-1,5-苯并硫氮杂卓（亚胺型杂卓4/烯胺型杂卓5）在氘代甲醇（CD3OD）、苯（C6D6）、三氯甲烷（CDCl3）和二甲基亚砜（DMSO-d6）四种不同极性溶剂中的互变异构.结果表明,无水条件下,亚胺型杂卓4和烯胺型杂卓5在非质子溶剂中不发生相互转化,而在质子溶剂中,亚胺型杂卓4不稳定,部分转化成其异构体—烯胺型杂卓5;基于杂卓4和5在DMSO和CHCl3中的紫外光谱有良好的区分度,用紫外光谱法研究了在DMSO及CHCl3（低温时）中溶液的温度、酸碱度对其互变异构的影响,发现上述异构体在不同温度下均很稳定,并且对弱酸、弱碱稳定.然而,随着溶液酸性的增强,杂卓4向杂卓5快速转化,而在强碱中两种异构体均发生分解.用TG/DSC技术、Kissinger法和Ozawa-Doyle法考察了上述异构体的热稳定性以及第一步分解过程的非等温动力学,确定了分解反应动力学参数（活化能E和指前因子A）及DTG峰温处的热力学参数（△G≠,△H≠,△S≠）.     

Cu(OAc)2.H2O与1-苯基-3-甲基-4-苯甲酰基吡唑啉酮-5(HPMBP)的固相配位化学反应

在低加热条件下(<100℃), 研究了Cu(OAc)2.H2O与1-苯基-3-甲基-4-苯甲酰基吡唑啉酮-5-(HPMBP)两种异构体(烯醇式与酮式)的固相配位化学反应, 结果表明两种异构体与Cu(OAc)2.H2O固相化学反应活性并不相同。通过IR, UV测定, 发现酮式异构体在与Cu(OAc)2.H2O的固相反应过程中, 其自身经过了一个由酮式到烯醇式的固相异构化。     

2,6-硫代黄嘌呤质子互变异构反应机理的理论研究

在密度泛函B3LYP/6-311G~(**)理论水平上,对气相和水相中2,6-硫代黄嘌呤各烯醇式与酮式水助质子互变异构体及其过渡态进行几何构型全自由度优化,获得它们在气相和水相中的几何结构和电子结构,PCM反应场溶剂模型用于水相计算.结果显示在气相和水相中,水参与反应降低了互变异构质子迁移的反应活化能,对互变异构质子迁移的反应起到催化作用,但是没有改变各异构体的稳定性顺序,其顺序为W1＞W3＞W2.进一步研究了2,6-硫代黄嘌呤各烯醇式与酮式水助质子互变异构的反应机理,提出了2,6-硫代黄嘌呤各烯醇式与酮式互变异构质子迁移的反应为平面六元环的过渡态结构.探讨了溶剂化效应对互变异构体的几何结构、能量、电荷分布以及互变异构反应活化能的影响等.     

基于苯并硫氮杂卓的亚胺、烯胺在质子溶剂中的稳定性及其互变异构

用核磁共振法研究了亚胺型杂卓1和烯胺型杂卓2在不同质子溶剂—甲醇、乙醇、叔丁醇、乙酸及CF3CO2D的DMSO-d6溶液中的稳定性及互变异构.结果表明,烯胺型杂卓2在上述溶剂中稳定,亚胺型杂卓1在酸性较弱的质子溶剂中(乙醇、叔丁醇)及较低的温度下(≤30℃)基本稳定,在酸性较强的质子溶剂中(甲醇、乙酸、CF3CO2D的DMSO-d6溶液)向烯胺转化,而且随着溶剂酸性的增强、温度的升高以及反应物与溶剂接触时间的延长,亚胺向烯胺的转化进一步加强.本文还以1a和1b为例,研究了在乙酸溶液中亚胺型杂卓向烯胺型杂卓转化的热力学和动力学特征.研究表明,在283~333 K范围内,该转化的焓变(△H)和熵变(△S)均大于零,吉布斯自由能变(△G)小于零,因此其是吸热、自发及熵增加的过程,该过程可用二级动力学方程来描述,质子对亚胺向烯胺的转化起催化作用.     

一种树状桥联水杨醛亚胺配体的合成与表征

以甲醇为溶剂,将具有配位能力的水杨醛(2)通过Schiff碱缩合反应接枝到整代聚酰胺-胺(1)骨架上,合成了一种树状桥联水杨醛亚胺配体,其结构经1H NMR,IR和元素分析表征.最佳反应条件为:1 4 mmol,n(1):n(2)=1:6,甲醇30 mL,于65℃反应5 h,产率在90%以上.     

5-氟胞嘧啶互变异构的密度泛函理论计算

采用BH-HLYP/6-311＋G**方法对10种气相和水相中可能存在的5-氟胞嘧啶互变异构体进行了几何全优化, 并计算出它们的总能量和吉布斯自由能. Onsager反应场溶剂模型用于水相的计算. 计算结果表明, 5-氟胞嘧啶在气相中主要以烯醇式-氨基式形式存在, 在水相中主要以酮式-氨基式形式存在. 溶剂化自由能与异构体的气相偶极矩存在相关性．进一步求得互变异构化以及构象异构化和顺反异构化的过渡态, 探讨异构化过程中的几何结构和能量的变化.     

2-(2-羟基苯亚甲基胺)-4,6-二羟基-嘧啶的质子转移异构化反应

为了探索2-(2-羟基苯亚甲基胺)-4,6-二羟基-嘧啶(M1)分子醇式和酮式结构互变异构化的反应机理,利用密度泛函理论(DFT)方法,在B3LYP/6-311+G(d,p)基组水平上,对M1化合物异构化反应的势能面进行了研究,在探讨各种可能的反应途径中,发现单体至少有8种异构体和10种过渡态.结果表明:2-(2-羟基苯亚甲基胺)-6-羟基-4(3H)嘧啶酮(M6)不论是单体、与水形成的配合物,还是二聚体,比其相对应的异构体能量低,表明在通常情况下是以M6形式稳定存在的;在考察的可能反应途径中,直接进行的分子内质子转移过程需要的活化自由能为143.8 kJ· mol-1,水助催化时,反应的活化自由能为38.9 kJ· mol-1,二聚体双质子转移的活化自由能为0.6 kJ·mol-1,二聚体双质子转移所需活化自由能最低,在室温下就可以进行,由此可见氢键在降低反应活化能方面起着重要的作用.     

含硅二烃基锡(Ⅳ)水杨醛缩氨基硫脲席夫碱配合物的合成、结构及抗癌活性

合成了11个含硅二烃基锡的水杨醛缩氨基硫脲席夫碱配合物R(Me3SiCH2)SnL(R=Me3SiCH2或Ph,Cy;H2L=水杨醛缩氨基硫脲席夫碱),并通过1H NMR、13C NMR、IR、元素分析和X射线单晶衍射对目标化合物结构进行了表征。结果表明,水杨醛缩氨基硫脲席夫碱作为三齿双阴离子配体,通过酚氧、亚胺氮和硫醇硫与锡(Ⅳ)配位,形成了中心锡原子为五配位的五元杂环与六元杂环的并联结构。生物活性试验的初步结果显示,该类化合物对人体乳腺癌细胞MDA-MB-231和MCF-7具有较好的体外抗癌活性。     

哌嗪酮取代醌类衍生物的简便合成

建立了一锅法合成哌嗪酮取代醌类衍生物的方法.该方法以哌嗪酮烯胺酯为合成砌块,以乙腈为溶剂,醋酸作催化剂,在室温条件下,通过哌嗪酮烯胺酯1与醌类化合物2的α-C选择性烷基化反应,再经氧化脱氢简洁高效地合成了一系列结构新颖的哌嗪酮醌类衍生物3a~3l,产率70%~88%.该方法具有原料易得、合成路线简洁、产率高和操作简便等特点.     

烯丙基类不对称醚异构化反应机理的理论研究

采用MP2和密度泛函M06-2X方法,在6-31++G(d,p)基组水平上对烯丙基类不对称醚异构化反应机理进行了计算研究. 揭示了其可能的反应途径,预测了互变异构吉布斯自由能,活化能等性质. 计算结果表明,在没有金催化剂的条件下,尽管有醇溶剂时异构化活化能垒有所降低,异构化反应依然不容易进行. 相反,存在金催化剂并且有醇溶剂情况下,烯丙基类不对称醚异构化反应活化自由能大大降低,仅为7.5 kcal/mol. 通过比较有无醇溶剂和金催化剂对异构化的影响,揭示了金烯烃络合和醇分子参与反应以质子转移的异构化反应机理,很好解释了实验中观察的现象. 计算结果还表明：醇分子不仅参与反应提供质子转移,它还能与醚竞争金催化剂络合,因此在高浓度醇条件下会抑制异构化反应进行.     

1-苯基-3-甲基-4-萘乙酰基-吡唑啉酮-5 (PMNAP)缩2-氨基苯并咪唑(2-AB)席夫碱及其过渡金属配合物的合成、光谱表征与质谱鉴定

在非水溶剂中合成出一种新型席夫碱试剂(H2L): 1-苯基-3-甲基-4-萘乙酰基-吡唑啉酮-5 (PMNAP)缩2-氨基苯并咪唑(2-AB)及其过渡金属铜、铅、镍和钴配合物. 由元素分析、综合滴定和质谱数据推测出配合物的组成为ML&#8226;H2O, 通过红外光谱、紫外光谱、热重谱和核磁共振氢谱对配体和配合物进行了结构表征, 同时建立了合成体系的液相色谱分离和质谱鉴定方法, 在线得到了配体共存的三种异构体和目标配合物及其相应的质谱信息. 综合各种分析结果显示: 配体在测试条件下以酮式和烯醇式结构共存, 配位时酮式可能转化为烯醇式结构, 按去质子的方式以吡唑啉酮环羟基和H2O上的两个O原子以及亚胺基上的N原子和苯并咪唑环上的含氢N原子与中心离子成键, 配合物的配位数为4.