取代吡啶与双过氧钒配合物相互作用的NMR和理论研究

为探讨有机配体上取代基团对反应平衡的影响, 在模拟生理条件下(0.15 mol/L NaCl溶液), 应用多核(1H, 13C和51V)多维(DOSY)以及变温NMR技术研究双过氧钒配合物[OV(O2)2(D2O)]－/[OV(O2)2(HOD)]－(简写为bpV)与取代吡啶的相互作用. bpV与有机配体的反应性从强到弱的顺序为: 皮考林酸根＞异烟酸根＞异烟酸甲酯＞皮考林甲酯, 这说明吡啶环上同一位置上的不同取代基团和同一取代基团在不同位置上都影响反应平衡, 竞争配位导致一系列新的6配位(配体为异烟酸根和异烟酸甲酯)或7配位(配体为皮考林酸根和皮考林甲酯)的过氧钒物种[OV(O2)2L]n－ (L＝取代吡啶, n＝1或2)生成, 密度泛函计算结果较合理地解释了实验结果, 并表明溶剂化在反应中起重要作用.     

双过氧钒配合物与吡啶类配体相互作用的NMR研究

为探讨单齿/双齿吡啶类配体对反应平衡的影响,在模拟生理条件下(0.15mol·L-1NaCl溶液),应用多核(1H、13C和51V)多维(COSY,HSQC和HMBC)以及变温NMR技术研究双过氧钒配合物[OV(O2)2(D2O)]-/[OV(O2)2(HOD)]-(简写为bpV)与系列吡啶类配体的相互作用,研究结果表明bpV与有机配体的反应性从强到弱的顺序为:2,2′-联吡啶2,2′-联吡啶-4,4′-二甲酸根吡啶异烟酸根,这说明双齿吡啶类配体配位能力强于单齿配体,而不带羧基的吡啶类配体(单齿或双齿)配位能力强于所对应的带羧基的取代吡啶,竞争配位导致一系列新的6配位(配体为吡啶或异烟酸根)或7配位(配体为2,2′-联吡啶或2,2′-联吡啶-4,4′-二甲酸根)的过氧钒物种[OV(O2)2LL′]n-(LL′=吡啶类配体,n=1,2,3)生成。     

双过氧钒配合物与N-乙基咪唑相互作用的NMR研究

为探讨过氧钒配合物中有机配体对反应平衡的影响, 在模拟生理条件下(0.15 mol·L-1 NaCl 溶液), 应用多核(1H、13C 和51V)多维(COSY 和HSQC)核磁共振(NMR)以及变温技术等谱学方法研究双过氧钒配合物[OV(O2)2L]-(L=D2O 或HOD, 与之配位的过氧钒物种简写为bpV)和[OV(O2)2LL']n-｛n=1-2, LL'=3-羟基-皮考啉酸根(3-OH-pic), 2-(2'-吡啶)-咪唑(py-im), 1,10-邻菲啰啉(phen), 与它们配位的含钒物种分别简写为bpV(3-OH-pic)、bpV(py-im)和bpV(phen)｝与N-乙基咪唑(N-Et-im)的相互作用. 实验结果表明, N-Et-im 与4种双过氧钒配合物反应性从强到弱的顺序为bpV>bpV(3-OH-pic)>bpV(py-im)>bpV(phen). 研究表明, 金属中心上配体的配位能力、空间位阻和分子量等因素都对反应平衡产生较大的影响,同时竞争配位的结果导致新的6配位过氧物种[OV(O2)2(N-Et-im)]-的生成.利用上述谱学方法有助于揭示此类相互作用体系的反应过程和配位方式.     

草酸双过氧钒配合物与有机配体相互作用的NMR和ESI－MS研究

应用~1H, ~(13)C和~(51)V多核NMR技术和电喷雾质谱等谱学手段研究草酸双过 氧钒配合物与吡啶、4－甲基咪唑、咪唑等有机配体的相互作用。研究发现：这些 相互作用都生成过氧钒物种[OV(O_2)_2L]~-（L为有机配体），其从易到难的顺序 为咪唑＞4－甲基咪唑＞吡啶。当配体为4－甲基咪唑时，产物是一对未见报道的异 构体。研究结果表明：将NMR技术和电喷雾质谱有机结合是研究此类体系切实可行 的方法，有助于提示钒化合物与有机配体相互作用的规律和机制。     

咪唑类配体与双过氧钒配合物相互作用的NMR研究

为探讨咪唑环上取代基团对反应平衡的影响, 在模拟生理条件(0.15 mol·L-1 NaCl溶液)下, 应用多核(1H、13C和51V)、扩散排序谱(DOSY)以及变温NMR等谱学技术研究双过氧钒配合物NH4[OV(O2)2{2-(2’-Pyri-dine)-Imidazole}]·4H2O(简写为bpV(Imi-Py))和咪唑类配体(咪唑、2-甲基鄄咪唑、4-甲基-咪唑和组氨酸)的相互作用, 其从强到弱的顺序为咪唑≈4-甲基-咪唑>2-甲基-咪唑>组氨酸. 研究结果表明, 咪唑环上取代基团空间位阻对反应平衡产生较大影响,同时竞争配位的结果导致新的6 配位过氧物种[OV(O2)2L]-(L 为咪唑类配体)的生成, 当配体为4-甲基-咪唑和组氨酸时, 生成的则是一对异构体.     

双过氧钒配合物与N-取代皮考啉酰胺相互作用的NMR研究

为了探讨有机配体上取代基团对反应平衡的影响, 在模拟生理条件下(0.15 mol/L NaCl溶液), 应用多核(¹H, ¹³C和⁵¹V)多维(COSY和DOSY) NMR以及变温技术等谱学方法研究双过氧钒配合物[OV(O₂)₂(D₂O)]⁻/[OV(O₂)₂(HOD)]⁻与N-取代皮考啉酰胺的相互作用. 它们反应性从强到弱的顺序为: N-甲基-皮考啉酰胺≈N-(2-羟乙基)-皮考啉酰胺＞N-乙基-皮考啉酰胺＞N-丙基-皮考啉酰胺, 这说明了皮考啉酰胺N上取代基的电子效应影响反应. 竞争配位导致一系列新的7配位的过氧钒物种生成, 而利用上述谱学方法则有助于揭示此类相互作用体系的反应过程和配位机制.     

NMR研究N-甲基咪唑与双过氧钒配合物的相互作用

为探讨过氧钒配合物上有机配体对反应平衡的影响, 在模拟生理条件下(0.15 mol/L NaCl溶液), 应用多核(¹H, ¹³C和⁵¹V)多维(COSY) NMR以及变温技术等谱学方法研究双过氧钒配合物[OV(O₂)₂LL']ⁿ− [n＝1～3, LL'＝oxalate (缩写为oxa)、picolinate(缩写为pic)、bipyridine(缩写为bipy)和1,10-phenanthroline(缩写为phen), 与它们配位的含钒物种分别缩写为bpV(oxa), bpV(pic), bpV(bipy)和bpV(phen)]与N-甲基咪唑(缩写为N-Me-Im)的相互作用, 实验结果表明N-Me-Im与4种双过氧钒配合物的反应活性从强到弱的顺序为: bpV(oxa)＞bpV(pic)＞bpV(bipy)＞bpV(phen). 研究表明金属中心上配体的配位能力和空间位阻都对反应平衡产生较大的影响, 同时竞争配位的结果导致新的过氧物种[OV(O₂)₂(N-Me-Im)]⁻的生成, 而利用上述谱学方法则有助于揭示此类相互作用体系的反应过程和配位方式.     

NMR研究草酸双过氧钒配合物与精氨酸的相互作用

应用多核(^1H,^13c,^15N和^51V)NMR、二维扩散排序谱(2D DOSY)、变温NMR以及电喷雾质谱(ESI-MS)等谱学方法研究草酸双过氧钒配合物与精氨酸(Arg)的相互作用,发现该相互作用体系可生成以氨基配位的新过氧钒物种[OV(O2)2Arg]^-,研究结果表明综合利用上述谱学方法有助于揭示此类相互作用体系的反应过程和配位机制。     

含有机配体的活性双过氧钒配合物与组氨酸的相互作用研究

在合成和表征了4种具有较强生物活性双过氧钒配合物K_3[VO(O_2)_2(ox)]· 2H_2O，Na[VO(O_2)_2(bipy)]·5H_2O，K[VO(O_2)_2(phen)]·3H_2O和K_2[VO (O_2)_2(pic)]·2H_2O[分别缩写为pV(ox)，pV(bipy)，pV(phen)和pV(pic)，其中 ox为草酸根，bipy为2,2'-联吡啶，phen为邻菲咯啉，pic为2-羧酸吡啶负离子]的 基础上，利用多种NMR技术和电喷雾质谱（ESI-MS）研究了这4种含有机配体双过氧 钒酸合物与组氨酸（His）在溶液中的相互作用以及反应物浓度、时间、pH等对相 互作用体系的影响。~(51)V NMR跟踪监测的结果表明：双过氧钒配合物pV(ox)和 pV(pic)与His在中性水溶液中存在强配位相互作用，而pV(bipy)和pV(phen)与His 在中性水溶液中无明显作用。我们还利用谱学方法确定了pV(ox)和His相互作用后 所生成产物是pV(ox)分别与His在中性水溶液中无明显作用。我们还利用谱学方法 确定了pV(ox)和His相互作用后所生成产物是pV(ox)分别与His咪唑基上的3-N和1- N配位的一对异构体。     

含有机配体的活性双过氧钒配合物与组氨酸的相互作用研究

在合成和表征了4种具有较强生物活性双过氧钒配合物K_3[VO(O_2)_2(ox)]· 2H_2O,Na[VO(O_2)_2(bipy)]·5H_2O,K[VO(O_2)_2(phen)]·3H_2O和K_2[VO (O_2)_2(pic)]·2H_2O[分别缩写为pV(ox),pV(bipy),pV(phen)和pV(pic),其中 ox为草酸根,bipy为2,2'-联吡啶,phen为邻菲咯啉,pic为2-羧酸吡啶负离子]的 基础上,利用多种NMR技术和电喷雾质谱（ESI-MS）研究了这4种含有机配体双过氧 钒酸合物与组氨酸（His）在溶液中的相互作用以及反应物浓度、时间、pH等对相 互作用体系的影响。~(51)V NMR跟踪监测的结果表明：双过氧钒配合物pV(ox)和 pV(pic)与His在中性水溶液中存在强配位相互作用,而pV(bipy)和pV(phen)与His 在中性水溶液中无明显作用。我们还利用谱学方法确定了pV(ox)和His相互作用后 所生成产物是pV(ox)分别与His在中性水溶液中无明显作用。我们还利用谱学方法 确定了pV(ox)和His相互作用后所生成产物是pV(ox)分别与His咪唑基上的3-N和1- N配位的一对异构体。     

NMR and theoretical study on interactions between diperoxovanadate complex and 4-substituted pyridines

To understand the substituting group effects of organic ligands on the reaction equilibrium, the interactions between diperoxovanadate complex [OV(O2)2(D2O)]-/[OV(O2)2(HOD)](-) and a series of 4-substituted pyridines in solution were explored using multinuclear (1H, 13C, and 51V) magnetic resonance, DOSY, and variable temperature NMR in 0.15 mol/L NaCl ionic medium for mimicking the physiological condition. Some direct NMR data are given for the first time. The reactivity among the 4-substituted pyridines is pyridine > isonicotinate > N-methyl isonicotinamide > methyl isonicotinate. The competitive coordination results in the formation of a series of new six-coordinated peroxovanadate species [OV(O2)2L](n-) (L = 4-substituted pyridines, n = 1 or 2). The results of density functional calculations provide a reasonable explanation on the relative reactivity of the 4-substituted pyridines. Solvation effects play an important role in these reactions.     

NMR and theoretical study on the interaction between diperoxovanadate and 3-picoline derivatives

To understand the substituent effects of 3-picoline derivatives on reaction equilibrium, the interactions between a series of 3-picoline-like ligands and [OV(O₂)₂(D₂O)]^?/[OV(O₂)₂(HOD)]^? in solution were explored by multinuclear (¹H, ¹³C, and ⁵¹V) magnetic resonance, COSY, and HSQC in 0.15 mol L^?1 NaCl ionic medium for mimicking physiological conditions. The relative reactivity among the 3-picoline derivatives is 3-methyl pyridine > nicotinate >nicotinamide > ethyl nicotinate. Competitive coordination results in the formation of a series of new six-coordinated peroxovanadate species [OV(O₂)₂L] ^{n ?} (L = 3-picoline derivatives, n = 1 or 2). Density functional calculations provide a reasonable explanation on the relative reactivity of the 3-picoline derivatives. Solvation effects play an important role in these reactions.     

NMR and theoretical study on the coordination and solution structures of the interaction between diperoxovanadate complexes and histidine-like ligands

To simulate the types of coordination and solution structures of the active site of haloperoxidases, the interaction systems between diperoxovanadate complexes [OV(O2)2L]n- (n = 1 or 3, L = oxalate or H2O) and a series of histidine-like ligands in solution have been studied by using 1D multinuclear (1H, 13C, and 51V) NMR, 2D diffusion ordered spectroscopy, and variable-temperature NMR in 0.15 mol/L NaCl ionic medium, representing the physiological conditions of human blood. Some direct NMR data are given for the first time. The reactivity among the histidine-like ligands is imidazole > 2-methylimidazole > carnosine approximately 4-methylimidazole > histidine. Competitive coordination interactions result in a series of new peroxovanadate species [OV(O2)2L']- (L' = histidine-like ligands). When the ligands are 4-methylimidazole, histidine, and carnosine, a pair of isomers have been observed, which are attributed to different types of coordination between vanadium atom and ligands. The results of density functional theory calculations provided a reasonable explanation on the relative reactivity of the histidine-like ligands and the molar ratios of isomers. Theoretical results signify the importance of the solvation effect for the reactivity and stability of the interaction systems.     

Multinuclear NMR spectroscopic and theoretical study on the interactions between diperoxovanadate complex and picoline-like ligands

To understand the substituting effects of organic ligands on the reaction equilibrium, the interactions between diperoxovanadate complex [OV(O(2))(2)(H(2)O)](-) and a series of picoline-like ligands in solution were explored using 1D multinuclear ((1)H, (13)C, and (51)V) magnetic resonance, 2D diffusion ordered spectroscopy (DOSY), and variable temperature NMR in 0.15 mol/l NaCl ionic medium for mimicking the physiological conditions. The order of reactive capability of the picoline-like ligands with [OV(O(2))(2)(H(2)O)](-) is found to be picolinamide>N-methylpicolinamide>methyl picolinate>ethyl picolinate approximately propyl picoliniate>isopropyl picolinate. The substituting group influences the reactivity by either steric effect or electron-donating effect. Competitive coordination interactions result in a series of new seven-coordinated peroxovanadate species [OV(O(2))(2)L](-) (L=picoline-like ligands). Their coordination ways were confirmed by density functional calculations.     

基于四硫富瓦烯新型大环化合物的合成、结构与氧化还原性质

以四硫富瓦烯(TTF)和氯甲基噻吩为原料, 在碱性条件下合成了一个新的基于TTF大环分子1. 化合物1的结构经元素分析、核磁共振氢谱、质谱和X衍射单晶结构确认. 化合物1属单斜晶系, 空间群P2(1)/n, 晶胞参数: a＝0.97220(19) nm, b＝1.2366(3) nm, c＝1.6051(3) nm, β＝95.41(3)°, V＝1.9211(7) nm3, Z＝2, Dc＝1.621g/cm3, F(000)＝960, μ＝1.032 mm－1, R＝0.0333, wR＝0.1000 [I＞2σ(I)]. 循环伏安结果显示化合物1有两对氧化还原峰, 氧化还原过程不可逆.     

钒取代α-Keggin型杂多阴离子簇合物[PVnMo12－nO40](3＋n)－ (n＝1～3)氧化性能的DFT研究

运用密度泛函理论的离散变分(DFT-DVM)方法, 通过理论计算和模拟, 将不同个数V取代的α-Keggin型磷钼杂多阴离子簇合物以及它们的各个异构体区分开来, 探讨了V的取代效应对所形成物种[PVnMo12－nO40](3＋n)－ (n＝1～3)的氧化活性的影响. 研究表明, 单钒取代的簇阴离子的氧化活性最高, 其次是二钒取代的物种, 三钒取代的物种活性最低. 将计算得到的结果与实验测得的还原电势进行关联后发现, 这些杂多阴离子簇合物的费米能级(Ef)与其第一还原电势(ERP)之间呈现反比变化, 随着V取代个数n的增加, 簇阴离子所带的负电荷数逐渐增大, Ef值也随之增大, 而相应物种的ERP却逐渐减小. 进一步对含钨杂多阴离子簇合物[XW12O40]n－ (X＝CoII, FeIII, SiIV, PV)的计算分析证实, 这种关系具有一定的普适性; 在此基础上推测了杂多阴离子新物种[SW12O40]2－的存在, 并预测了其可能具有的氧化活性.