脂肪族醇、醚、胺电子效应对其气相碱性的影响

有机物的气相碱性是指有机物分子在气相条件下与质子的亲合能力,通常用化合物的气相质子亲合能（PA）来表示,由于受到分子中不同取代基甚至不同空间构象的影响往往不同,因而很难测定。长期以来人们都是在溶液中测定有机物的碱性,高压质谱（HPMS）和离子回旋共振（ICR）等高新技术的发展和应用,使得人们在气相条件下测定分子本身固有的相对碱性成为可能。气相碱性比溶液中的碱性更能直接反映出化合物的分子结构特征,有利于有机化合物结构-性能／活性（QSPR／QSAR）关系的研究。     

二甲苯异构体及其质子络合物的量子化学计算

利用量子化学的CNDO/2法对一系列二甲苯异构体及其质子络合物进行了计算,结果表明,它们的稳定性具有下列次序:定域σ-络合物>定域π-络合物>二甲苯异构体>CH₃离域π络合物并且进一步阐明了二甲苯异构体的异构化能、电离能、酸碱性、质子亲合势、亲电子反应等物理化学性质以及间二甲苯在酸性催化剂中的异构化机理。     

诱导效应指数与脂肪族胺、醇和醚的气相碱性

用烷基诱导效应指数I和RX分子中质子亲合原子X所带电荷qx及元素电负性XN与 脂肪胺，醇、醚的气相质子亲合PA进行关联，结果表明，脂肪胺，醇、醚的气相碱 性可以用下式定量描述：PA(kJ.mol^-1)-2732.0333-2457.1510∑I-1492.2351qx- 732.6277XN利用上式对64种化合物的气相碱性进行预测，平均相对误差为0．34％ ，预测值和实验值的偏差均在实验误差范围内。     

电子亲合能与原子的Z */r及电子构型的关系

从电子亲合能定义出发，讨论了原子在形成相应负离子时，新增电子所受吸引能（Ｚ／ｒ）与电子亲合能的关系。从计算所得１～８６号元素各原子Ｚ／ｒ值显示，Ｚ／ｒ和ＥＡ值均体现出一定的周期性变化规律。对某些反常现象也从各自的电子构型角度给以解释。     

B、Al、Ga同晶取代丝光沸石的从头计算

用从头计算Hartree Fock方法研究了B、Al、Ga等同晶取代进入丝光沸石骨架后可能存在的位置,确定了与电荷平衡质子结合的氧位置,考察了B、Ga等杂原子进入骨架对丝光沸石Brnsted酸性的影响.能量分析表明B、Al、Ga在丝光沸石骨架中最容易进入T3和T4位;当Al、Ga在T4位时,质子与O10结合为能量最低即最稳定结构,而当B在T4位时,质子与O2或O10结合比较稳定.质子亲合势分析表明与硅铝丝光沸石相比, B和Ga进入骨架导致丝光沸石分子筛的Brnsted酸性有所减弱,其酸性依次为：B ZSM 5Ga ZSM 5< Al ZSM 5.     

聚苯并咪唑/磺化苯膦酸锆质子交换杂化膜的制备与表征

为了提高质子交换膜在高温和低湿度条件下的热稳定性、机械性能和质子传导性能,将新型质子导体磺化苯膦酸锆(Zirconium Sulfophenylphosphonate,Zr SPP)引入聚苯并咪唑(Polybenzimidazole,PBI)有机基体中制备PBI/Zr SPP质子交换杂化膜。分别采用扫描电镜(SEM)、拉伸测试、热稳定性分析(TGA)和交流阻抗法对质子交换杂化膜的微观结构及性能进行表征。考察了Zr SPP在膜内的分散性及其加入对质子交换杂化膜的热稳定性能,机械性能及质子传导性能的影响。实验结果表明,Zr SPP均匀的分布在质子交换杂化膜中;Zr SPP的加入增强了质子交换杂化膜的热稳定性能;在外界不加湿的条件下,PBI/5%Zr SPP质子交换杂化膜的质子电导率在160℃可达到38m S/cm。PBI/5%Zr SPP质子交换杂化膜的拉伸强度为43.0MPa,具有比Nafion117(拉伸强度26.6MPa)更好的机械性能。     

聚酯-聚酯多嵌段共聚物序列结构研究

利用对苯二甲酸乙二酯-己内酯多嵌段共聚物质子谱中各官能团的特征共振吸收峰计算证明两种吸收强度关系式反映了软链段和硬链段中相应官能团的数量关系,从而进一步肯定了所提出的链化学结构,在此基础上又直接利用各种官能团对其质子谱中特征吸收峰的强度贡献,计算得到多嵌段共聚物中软硬链段数,软硬链段平均长度,分子量和硬链段重量百分数的表示式。本文最后一部分用三素组的几率计算方法对多嵌段共聚物的质子谱和~(13)C谱分析讨论,所得有关链结构的数量关系是合理的,进一步证实了质子谱的直接计算法。     

极化效应指数与脂肪族胺、醇和醚气相碱性的关系

脂肪族胺、醇和醚的气相质子亲合能(PA)与N, O原子所带电荷(qx)以及烷基的极化效应指数(PEI)的关系可表示为其中a、b、c为系数。回归分析结果表明, 上式较好地表达了脂肪族胺、醇和醚的气相碱性变化规律。     

直链饱和烃取代衍生物性质的拓扑化学研究

一、引言化合物结构与性能关系的研究,一直是化学基础理论研究中的重要课题。研究有机物结构性能关系,在理论和应用上都具有重要意义。前人对直链饱和烃性质规律性的研究较多,但研究饱和烃取代衍生物性质规律性的工作较少。拓扑学的发展及其向化学领域的渗透,用拓扑学方法来研究分子的结构与性能之间的     

侧链磺化型聚砜质子交换膜的设计与制备及其性能研究

在制备氯甲基化聚砜(CMPSF)的基础上,以对羟基苯磺酸钠(HBSS)和羟基苯二磺酸钠(HBDSS)为亲核试剂,通过亲核取代反应,在聚砜(PSF)主链上分别键联了以苯磺酸根(BSS)和苯二磺酸根(BDSS)基团为末端基的侧链,制得了亲水磺酸根基团与疏水主链"微相分离"结构的2种侧链型磺化聚砜PSF-BSS和PSF-BDSS,并优化了制备条件.在对磺化聚砜产物进行充分表征(FTIR和1H-NMR谱)的基础上,采用流延成膜法制备了质子交换膜,测定了质子交换膜的基本性能,重点考察了质子交换膜"芳香性"主链和亲疏水微区"相分离"这2种结构因素对交换膜性能的影响.实验结果表明,在极性较强的溶剂中,CMPSF与羟基苯磺酸钠可顺利地发生亲核取代反应,于100℃经40 h反应可制得磺酸根键合量分别为2.07 mmol/g和2.11 mmol/g的磺化聚砜PSF-BSS和PSF-BDSS.所制备的质子交换薄膜具有较高的质子传导率(PSF-BDSS交换膜室温为4.7×10-2S/cm,80℃为8.1×10-2S/cm),优良的尺寸稳定性(室温溶胀率为8.6%,80℃溶胀率为30%),且具有良好的热稳定性与抗氧化稳定性.     

NaP4及其正负离子的结构和光谱性质

用密度泛函理论(DFT)分析了NaP4及其正负离子的低级电子态的平衡结构、振动频率、能量、原子化能、绝热电子亲合能、绝热离子势等, 并与实验所得的阴离子光电子能谱进行比较. 根据计算结果与实验所得的激发能进行比较, 对NaP-4的阴离子光电子能谱中的峰进行了合理的归属.     

质子给予体酸强度的控制因素

从化学键的固有偶极和诱导偶极出发,分析了M-H(M=C,N,氧族元素和卤素)质子给予体酸强度的控制因素并提出固有偶极酸性和诱导偶极酸性的概念。通过对某些质子给予体酸强度与键的诱导效应指数、极化度关系的讨论,得出第二周期的质子给予体酸强度由固有偶极酸性控制,第六、七主族的质子给予体酸强度由诱导偶极酸性控制。     

共价型氢化物的酸碱性

周期系第4—7主族元素和第3主族的硼与氢化合均生成共价型氢化物,又称挥发性氢化物(不讨论碳的各种碳氢化物)。它们中约半数在水中溶解呈现酸性或碱性。对其酸碱性及强度等规律的解释前人有过不少理论,但均不够满意,往往不能全面解释,也不能解释自身电离问题。本文试从分子结构出发以有效电荷及溶剂影响等方面结合起来说明其规律性。一、从分子中电子化合状态看酸碱性化合物是酸还是碱,即能给出质子还是能接受质子决定于其分子结构。分子中的原子有在合适的条件下尽量利用其价电子的倾向。如果其价电子还没有完全利用,分子就会显示一定的活泼性。例如含有未共     

氟离子亲合能——定量标度Lewis酸性强度的方法

评述了Lewis酸碱电子理论及氟离子亲合能的概念,指出了可以通过离子回旋共振实验方法和量子化学理论方法获得氟离子亲合能数值以定量确定Lewis酸性强度,并介绍了表示Lewis酸性强度的PF-标度。     

钒酸根、金属离子和腺苷二磷酸的相互作用-ATP及Mg^2^+-ATP类似物的形成

用钒-51核磁共振方法研究钒酸根在不同浓度和离子强度下, 在生理pH水溶液中的物种分配。研究结果表明毫摩尔级浓度的钒酸根主要以中心钒原子为四面体构型的单体、二聚、四聚和五聚体存在。通过比较所得的平衡常数说明在离子强度降低时, 钒酸根的聚合度下降。对于钒酸根-ADP体系, 从所显示的核磁谱变化通过计算得到相应的结合平衡常数, 说明主要发生的反应一是形成ATP类似物ADPV(V代表四面体构型的单体钒酸根); 二是在ADP浓度相对高时, 钒酸根与ADP核糖基上2', 3'-颗位羟基同时作用形成2:2配比的、钒原子为五配位三角双锥构型的配合物。在钒酸根-ADP体系中加入Mn^2^+后, ^5^1V NMR的变化说明ATP的类似物ADPV中β-磷酸根和γ-钒酸根可以协同螯合Mn^2^+, 表明形成了Mg^2^+-ATP的类似物Mn^2^+-ADPV。     

基于钒酸根与Sm~(3+)荧光强度比的新型温度传感

利用钒酸根电荷迁移态的荧光温度猝灭效应与Sm~(3+)的~4F_(3/2)与~4G_(5/2)能级之间的热耦合特性,设计了基于钒酸根与Sm~(3+)荧光强度比的新型光学测温方案。在310 nm的激发下,通过测量GdVO_4:0.5%Sm~(3+)粉末样品在300～480 K温度范围内的变温发射光谱,研究了钒酸根在450 nm处与Sm~(3+)在535 nm处荧光强度比的温度依赖关系,所得相对温度灵敏度在380 K达到最大值1.6%·K~(-1),在较大的温度范围内,明显优于基于Er~(3+)和Ho~(3+)热耦合能级荧光强度比的测温体系。同时,通过研究GdVO_4:5%Sm~(3+)的变温发射光谱,对发射光谱中位于480～503 nm范围内荧光峰的跃迁来源进行了指认。     

侧链末端为磺酸根基团的磺化改性聚砜的制备及其阳离子交换膜的基本性能

采用两步一锅法,在聚砜(PSF)主链上键联了末端基为磺酸根基团的侧链,获得了疏水主链与磺酸根基团"微相分离"结构的磺化改性PSF。以氯乙基异氰酸酯(CEIC)为亲电试剂,使PSF主链上的苯环发生付-克烷基化反应,制得侧链含有活性基团—NCO的中间产物聚合物PSFeic;通过活性基团—NCO与对羟基苯磺酸钠(HBSAS)生成氨基甲酸酯的较快速的反应,获得了侧链末端为磺酸根基团的磺化改性聚砜PSF-sas。采用FT-IR、1 H-NMR及紫外分光光度法对目标产物聚合物PSF-sas的化学结构进行了表征。以PSF-sas为膜材,采用流延法制备了PSF阳离子交换膜,测定了交换膜的基本性能,包括离子交换容量、吸水率及质子传导率。研究结果表明,在路易斯酸催化剂作用下,CEIC与PSF主链上苯环之间的付-克烷基化反应可顺利进行,生成中间聚合物产物PSF-eic;以强极性的二甲基乙酰胺(DMAC)为溶剂,反应24h,PSF-eic分子链中乙基异氰酸酯(eic)的键合量可达2.43mmol/g。在此基础上进行第2步反应,可得到磺酸根基团含量为2.23mmol/g的目标产物PSF-sas,所制备的阳离子交换膜,具有高的离子交换容量,适当的吸水率与高的质子传导率。     

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.     

钒酸根、金属离子和腺苷二磷酸的相互作用-ATP及Mg^2^+-ATP类似物的形成

用钒-51核磁共振方法研究钒酸根在不同浓度和离子强度下,在生理pH水溶液中的物种分配.研究结果表明毫摩尔级浓度的钒酸根主要以中心钒原子为四面体构型的单体、二聚、四聚和五聚体存在.通过比较所得的平衡常数说明在离子强度降低时,钒酸根的聚合度下降对于钒酸根-ADP体系,从所显示的核磁谱变化通过计算得到相应的结合平衡常数,说明主要发生的反应一是形成ATP类似物ADPV(V代表四面体构型的单体钒酸根);二是在ADP浓度相对高时,钒酸根与ADP核糖基上2’,3’-顺位羟基同时作用形成2:2配比的、钒原子为五配位三角双锥构型的配合物.在钒酸根-ADP体系中加入Mn~(2+)后,~(51)V NMR的变化说明ATP的类似物ADPV中β-磷酸根和γ-钒酸根可以协同螯合Mn~(2+),表明形成了Mg~(2+)-ATP的类似物Mn~(2+)-ADPV.     

关于多元弱酸逐级电离常数递减原因的探讨

多元弱酸逐级电离常数（Ka,n）锐减的真正原因：一是电离过程,即从带负电荷越多的（含氢）酸根负离子中电离出H^＋,受到的静电引力越大,越难电离;二是酸根离子得到质子过程,即H^＋与负电荷越多的负离子间的库仑引力越强,致使平衡左移.故有Ka,1〉〉Ka,2〉〉Ka,3.前一级电离出的H＋引起的同离子效应并不是多元弱酸逐级电离常数锐减的原因,也违背多元弱酸逐级电离常数的热力学定义.