含联萘基元的刚性环状齐聚物手性孔穴的振动圆二色谱研究

纳米尺度刚性环状齐聚物因其具有独特的孔穴结构,在基础与应用研究中引起了人们的广泛关注.当具有功能基团的分子骨架形成环状结构时,这种功能分子孔穴在分子识别及主-客体化学等方面具有广阔的应用前景.含有手性基团的手性大环分子具有特定的手性孔穴,在手性拆分、手性识别等方面引起了各国研究者的兴趣.     

量子化学模型方法在机械力化学中的应用

机械力化学作为一种无需溶剂的绿色化学技术得到广泛关注。然而,机械力化学反应机制需要从原子和分子尺度上深入理解力诱导的化学反应。在过去的20年中,量子化学模型方法在机械力化学机理研究中得到广泛应用,高精度量化计算可得到外力下变形分子的几何结构、能量、过渡态等诸多性质。本文介绍了目前机械力化学领域的主流量子化学模型的基本原理,同时也关注了这些模型方法在软件上的具体实现,并借助典型的案例阐述了量子化学模型在解释机械力化学机理中的作用与价值。     

沸石分子筛的结构

有些含水的硅铝酸盐矿物晶体受到灼烧时,由于晶体中的水被赶出,产生类似起泡沸腾的现象,称为沸石或泡沸石。已经发现自然界中沸石矿物约有四十多种,除丝光沸石、斜发沸石、方沸石、钙十字沸石等少数几种数量较多外,其他数量都较少。人们认识自然、改造自然,根据沸石的化学组成和形成条件,成功地合成了和沸石矿物结构相似的化合物,迄今已有六、七十种。由于这类晶体具有很空旷的硅氧骨架,在结构中有许多孔径均匀的孔道和内表面很大的孔穴,若将孔穴和孔道内的水加热赶出,就能吸附分子。直径比孔道小的分子能进入孔穴中,直径比孔道大的分子被拒     

苯并-12-冠-4分子的晶体结构和电子结构

冠醚类化合物对金属离子有特殊的络合能力,并已在分析、萃取、催化和高分子化学等方面得到广泛应用,因此有关共结构和性质的基础研究具有理论和实际意义。大量研究结果表明,冠醚分子的环孔穴大小无疑是决定其络合能力的一个重要因素。在已详细研究过的冠醚中,12-冠-4分子的孔穴最小,但它仍然能同一些金属离子形成稳定的配合物。我们在实验工作中发现,苯并-12-冠-4分子络合能力较差,为较深入地揭示其原因,测定了它的晶体结构并对共电子结构进行了量子化学近似计算。     

“分子间力为每摩尔几千卡”的说法应予改正

部编高二化学教材《分子间作用力》一节中写到:“通常化学键的键能为30—200千卡/摩尔。而分子间力要比化学键弱得多,通常约每摩尔几个千卡。例如,HCl分子的H-Cl键能为103.2千卡/摩尔,而HCl分子间作用力为5.05千卡/摩尔。”(P20)     

高分子物的溶解、溶胀及塑化作用

一、高分子物溶解与溶胀 在溶质与溶剂系中存有三种不同分子间的引力:一为溶质分子间的引力,一为溶剂分子间的引力,另一为溶质分子与溶剂分子间的引力。前二引力系阻止溶液的形成,而后一引力则可促使溶液的形成;此三种引力相对数值的大小为决定物质溶解度的因素。 用以溶解高分子化合物的溶剂通常系由优良溶剂与非溶剂所组成的混合溶剂。根据G.V.     

从溶剂笼到分子笼

在物理化学中,对溶液中的反应通常用笼效应来描述溶剂与反应物质间的关系。一般认为,溶质(反应物质)是被溶剂分子所构成的笼包围;溶剂笼是柔性的,其大小、形状取决于溶质分子;反应物分子会在出入溶剂笼的过程中遭遇、碰撞、发生反应。随着合成技术的发展,人们合成出了以共价键、配位键连接的分子笼。相对于由范德华力所构筑的溶剂笼,分子笼表现出更高的刚性,因此其对化学反应可产生更为显著的影响。有别于传统催化剂的化学方式(与反应物、中间体等成键),当化学反应在分子笼中进行时,分子笼可通过富集反应物、改变反应物构型、影响中间产物的结构以及限制产物尺寸等一系列物理方式对反应的速率、选择性造成影响。该领域的研究对于深入揭示化学反应机理、调控所进行的反应均具有重要意义。     

以分子印迹电聚合膜为仿生受体检测辛可宁

结合分子印迹技术和电聚合自组装技术制备了以辛可宁为模板的印迹聚合膜．膜的厚度可通过改变扫描次数和速度加以控制,因此可在一定程度上克服传统印迹材料固有的传质较慢等缺点．实验中采用铁氰化钾作为探针分子．当模板分子被洗脱后,铁氰化钾小分子可以自由通过聚合膜所形成的识别孔穴,并在电极表面发生氧化还原反应．当识别孔穴捕获辛可宁分子后,     

单手性臂脱氧胆酸分子钳的设计与微波合成

分子钳人工受体的研究已成为生物有机化学和超分子化学前沿领域的研究热点.钳型结构受体以其灵活的结构及易于将裂穴内功能团汇聚在受体与底物结合的活性部位上等特点,对于实现主客体形状、大小和功能互补特别有效.     

科学家开发出超分子组装新方法

<正>英国和日本研究人员合作开发出一种超分子组装的新方法,有望带来比硅材料性能更优越的分子电子设备,研究人员认为,这种方法有着巨大应用潜力,有可能推动新材料生产的变革。相邻分子间存在微小的作用力,超分子组装就是利用了这种非共价键的微小力的累加效应,来形成有序的结构。新方法集中在研究分子间的作用力上,特别是那些"两亲"分子。"两亲"分子包含亲水和憎水两个部分。如家用洗涤剂     

当表面活性剂遇到大环分子

近年来,表面和胶体化学与大环化学的结合引起了科学家的普遍关注。将多样的大环结构引入表面活性剂分子,不仅极大地丰富了表面活性剂分子的种类,还可以赋予其大环的主客体识别功能。由此所开发出的大环两亲和超两亲分子已在生物成像和药物递送中表现出很高的应用潜力。从传统表面活性剂到大环两亲和超两亲分子的发展、应用表明,不同领域的交叉融合对科学研究的发展是非常重要的。     

纳米氧化锌的机械力化学表面改性

采用机械力化学表面改性工艺,以硬脂酸为改性剂,在气流粉碎机中对纳米氧化锌进行解团聚和表面改性,并借助SEM、XRD、FF—IR和XPS对改性前后的氧化锌粉体进行结构表征．结果表明：硬脂酸分子化学键合在氧化锌表面．改性前后氧化锌的晶体结构相同,其颗粒的团聚性降低,二次粒径明显减小．通过测定改性样品的活化指数和亲油化度,选择最佳的改性剂用量为氧化锌质量的10％,氧化锌表面亲油疏水,在有机溶剂中有较好的分散性．     

二维有机组装体的可控制备

二维有机组装体是一类具有特殊形貌和性质的有序结构, 有可能带来新功能和光电子领域的潜在应用, 但如何实现二维有机组装体的可控制备是尚待解决的问题. 针对这一问题, 我们通过对构筑基元的理性设计, 调控分子间的相互作用, 发展了三种可控制备二维有机组装体的新方法: (1)利用疏水有机阴离子作为Bola型两亲分子的抗衡离子, 能够削弱亲水头基间的静电排斥作用, 从而诱导两亲分子的组装结构从一维向二维转变; (2)基于非共价键形成超两亲分子, 通过设计和控制超两亲分子的拓扑结构, 简便有效地实现二维组装体的制备; (3)通过共价修饰或引入新的非共价键, 以限制三维结构在某一方向上的生长, 从而降低三维结构的维度, 也能实现二维组装体的可控制备. 未来, 上述研究有望进一步拓展, 并实现功能二维有机组装体的构筑.     

决定物质性质的一种重要因素——分子间作用力

本文介绍了分子间作用力的种类、性质和分子的大小、形状.详细讨论了分子间作用力的重要形式——一基团之间的相互作用力.特别强调了它的构敏性或选择性.举例说明了分子间作用力在结构化学、生物化学及其他实际工作中的应用.     

论无机含氧酸氧化力因素

关于含氧酸氧化力理论,曾有不少论述,大多数学者通常采用含氧酸分子数的多少来解释氧化力的大小,有的用含氧酸分子数和中心原子氧化数高而具有强氧化力来解释,前者为“酸分子氧化力理论”。后者为“含氧酸氧化力双重因素理论”。这两种理论在解释含氧酸氧化力大小时收到一定的效果。但有的学者也采取保留和怀疑,并提出含氧酸氧化力与浓度密切相关,然而,这些说法都不太理想和完善。     

包结物晶析法选择分离辛夷挥发油中1,8-桉叶素

主客体化学的分子识别在同分异构体选择分离、外消旋异构体光学拆分中已有广泛研究[1～3].我们利用中草药挥发油中化学组分的分子形状、几何拓扑性质、官能团数量和键力性质的不同,选定主体分子对挥发油中某一组分进行分子识别,并以结晶的形式从挥发油体系中离析出来,达到选择分离单一挥发油化学组分的目的[4～7].本文利用主体分子1,1,6,6-四苯基-2,4-己二炔-1,6-二醇(A)作为主体分子[8],以辛夷挥发油为研究对象,其主要成分1,8-桉叶素(B)为分子识别的客体分子,与化合物A形成稳定的包结物晶体(A+B),并从辛夷挥发油中析出,得到纯度为100%的…     

新型芳香胺－邻醌聚合物的合成及其作为纳料固定化酶载体的研究

以碘酸盐为氧化剂,通过氧化－迈克尔加成反应,由邻苯二酚和4,4'-亚甲基 苯胺合成了一种新的功能聚合物,芳香胺－邻醌聚合物。这种聚合物表面由分布均 匀的纳料颗粒和孔穴构成。由于这种聚合物分子含有疏水骨架、羰基和胺基的有序 分布,以及独特的纳料微观颗粒和孔穴结构,使其成为吸附法固定化酶的良好载 体。     

TATB二聚体分子间作用力及其气相几何构型研究

采用对称性匹配微扰理论(SAPT)定量地求得TATB分子间的静电、交换排斥、诱导和色散等分子间作用能项, 从理论上揭示了TATB分子间作用本质; 在此基础上, 阐明了密度泛函在研究TATB二聚体时的适合性问题. 结果表明: (1)在有分子间氢键的TATB二聚体中, 库仑力足以与交换排斥力相抗衡, 起主导作用. (2)含分子间氢键的气相TATB二聚体的合理几何构型为平面型结构, 此结构的产生与色散力无关, 因此不管泛函是否含有近程色散作用, 均应预测到这种强极性的平面型结构. (3)在无分子间氢键的TATB二聚体中, 库仑力难以与交换排斥力相抗衡, 色散作用起到了关键作用; (4)在这种情况下, 未含有近程色散作用的密度泛函不可能给出合理构型. 恰好相反, 含有近程色散作用的密度泛函PBE0却能正确地预测到具有“平行重叠”结构且呈微弱极性的TATB二聚体, 色散力是导致这种构型产生的根本原因. “平行重叠”TATB二聚体是典型的色散体系, 其色散力占绝对主导地位并极有可能起源于两个TATB分子上π电子的相互作用. (5)对于所有TATB二聚体, 色散力或很显著或起主导作用. 由于密度泛函或未含有近程色散, 或只能部分地把近程色散表达出来, 这样使得当前所有密度泛函不可能精确求得这些二聚体的作用能.     

PAMAM树枝形分子与KALP肽相互作用的计算机模拟研究

采用粗粒化的分子动力学模拟研究了跨膜多肽,lysine-flanked peptide(KALP),对第四代聚酰胺-胺(PAMAM)树枝形分子形态结构的影响.考虑了中性和酸性两种不同pH环境下两个分子间的相互作用行为.计算了PAMAM分子的回转半径、非球形因子、相对于树枝形分子质心的径向密度分布函数,和两分子间的平均力势.模拟发现在两种pH环境下KALP多肽对树枝形分子的大小、形状及密度分布影响不大,证实了PAMAM树枝形分子内部有一定空间容纳KALP多肽分子.自由能的计算结果表明酸性pH环境中PAMAM分子排斥KALP肽,无法形成复合结构;在中性pH环境中,两种分子也不容易形成稳定的复合结构.     

反应型二烷基脲凝胶剂及有机溶剂的室温凝胶化研究

通常制备有机分子凝胶是在高温下溶解凝胶剂,凝胶剂分子在冷却过程中进行自组装并使有机溶剂凝胶化。该方法限制了某些低沸点溶剂的凝胶化。利用甲苯二异氰酸酯与烷基胺的高反应活性,制备了三种不同烷基链长的反应型凝胶剂甲苯–2, 4–二（N, N’ –烷基）脲。这种反应型凝胶剂能以较低的浓度在室温下使某些芳香族和卤代烃溶剂中形成热可逆的有机分子凝胶。不同烷基链长的亲溶剂作用以及溶剂性质对有机分子凝胶的形成有较大影响。场发射扫描电镜表明这种反应型凝胶剂在有机溶剂中自组装形成纤维状三维网络结构。烷基链长度不同,形成的纤维状聚集体的形态也不同。红外光谱（FT-IR）和核磁共振波谱（1H-NMR）研究表明分子间氢键作用是这种凝胶剂自组装的驱动力。通过X射线衍射（XRD）和分子模拟推测了其聚集体的结构形态。