双取代铵氧化物(R2HNO)与取代羟胺(R2NOH)的相互转换机制的量子化学研究

在B3LYP/6-311 G(d,p)水平下,首次对一系列双取代铵氧化物(R2HNO)与双取代羟胺(R2NOH)[R=CH3,NH2,OH,F,CH2CH3,CH(CH3)2,C(CH3)3]同分异构体的相互转换机制进行了理论计算研究,并与已知的H3NO和H2NOH进行了比较.结果表明,相对于双取代羟胺(R2NOH),按照H相似文献   

双取代铵氧化物(R2HNO)与双取代羟胺(R2NOH)的 相互转换机制的量子化学研究

在B3LYP/6-311＋＋G(d,p)水平下, 首次对一系列双取代铵氧化物(R2HNO)与双取代羟胺(R2NOH) [R＝CH3, NH2, OH, F, CH2CH3, CH(CH3)2, C(CH3)3]同分异构体的相互转换机制进行了理论计算研究, 并与已知的H3NO和H2NOH进行了比较. 结果表明, 相对于双取代羟胺(R2NOH), 按照H＜CH3＜NH2＜OH＜F的顺序, 增加取代基R的电负性有助于提高双取代铵氧化物(R2HNO)的热力学和动力学稳定性. 此外, 对烷基取代基R [R＝CH3, CH2CH3, CH(CH3)2, C(CH3)3], 其空间位阻越大越能增加双取代铵氧化物(R2HNO)的热力学稳定性, 动力学稳定性也有相应增加, 但不显著. 对所研究的7种取代基[R＝CH3, NH2, OH, F, CH2CH3, CH(CH3)2, C(CH3)3], R2HNO向R2NOH转换的能垒介于27.0～56.3 kcal/mol之间, 表明在气相条件下极有可能观测到双取代铵氧化物(R2HNO).     

氮自由基热力学稳定性的双取代基效应

通过利用热力学循环估测气相均裂键能 (BDE)的方法 ,考察了 48个含N H键的化合物 (GNHG′)的BDE数值 ,较系统地研究了双取代基对氮自由基热力学稳定性的影响 .结果表明 ,氮自由基上的双取代基效应的表现形式与碳自由基有所不同 .一般来说 ,由于饱和效应 ,第 2个取代基对自由基稳定性的影响会有所减弱 ;但当带有可形成三电子键的供电子基 (如 ,NH2 ,OH等 )或可形成“离域通道”的拉电子基 (如 ,Ph3 P+)时 ,双取代基会对氮自由基发生协同作用 ,即产生“协稳定效应” .     

磷炔R-C≡P(R=-BH2,-CH3,-NH2,-OH)及其异构体的稳定性

采用 B3LYP和 CCSD(T)方法对 R-C≡ P(R=-BH2, -CH3,-NH2, -OH)体系进行了理论研究 .结果表明,含 C≡ P三键的异构体 BH2-C≡ P和 CH3-C≡ P在各自的体系中分别是热力学最稳定的结构 .而在 HO-C≡ P和 NH2-C≡ P体系中,热力学最稳定的结构却是 H-P=C=O和含 C≡ N三键的 N≡ C-PH2.动力学理论研究表明,没有相关实验研究的 R-C≡ P(R=-BH2,NH2)体系中共有 5种异构体是动力学稳定的 .在 HO-C≡ P体系的 2种动力学稳定的异构体中, H-P=C=O连接方式的异构体已被实验所证实,而另外一种 HO-C≡ P连接方式的异构体的动力学稳定性较高,实验中可以观察到 .对于 CH3C≡ P体系,研究所预示的 2种动力学稳定的异构体中 CH3-C≡ P已被实验证实,从理论上推测另一种动力学稳定性较高的异构体 HC≡ C-PH2在实验中也可以检测到.     

双(1,2-二苯基环戊二烯基)二氯化锆化合物发光光谱行为及取代基效应

以干燥的正己烷为溶剂, 在N2气保护下, 研究了金属有机化合物双(1,2-二苯基环戊二烯基)二氯化锆(2)、 双(4-甲基-1,2-二苯基环戊二烯基)二氯化锆(3)和双(1,2,4\|三苯基环戊二烯基)二氯化锆(4)的发光光谱行为. 研究结果表明, 该系列化合物具有良好的发光性能, 且荧光光谱的发射波长可通过改变环戊二烯基4位上的取代基R进行调节. 发射光波长大小顺序为Ph>CH3>H.     

磷炔R-C≡P(R=－BH2,－CH3,－NH2,－OH)及其异构体的稳定性

采用B3LYP和CCSD(T)方法对R－C≡P(R=－BH2, －CH3,－NH2, －OH)体系进行了理论研究.结果表明，含C≡P三键的异构体BH2－C≡P和CH3－C≡P在各自的体系中分别是热力学最稳定的结构.而在HO－C≡P和NH2－C≡P体系中，热力学最稳定的结构却是H－P=C=O和含C≡N三键的N≡C－PH2.动力学理论研究表明，没有相关实验研究的R－C≡P(R=－BH2, NH2)体系中共有5种异构体是动力学稳定的. 在HO－C≡P体系的2种动力学稳定的异构体中， H－P=C=O连接方式的异构体已被实验所证实，而另外一种HO－C≡P连接方式的异构体的动力学稳定性较高，实验中可以观察到.对于CH3C≡P体系，研究所预示的2种动力学稳定的异构体中CH3－C≡P已被实验证实，从理论上推测另一种动力学稳定性较高的异构体HC≡C－PH2在实验中也可以检测到.     

四氨基取代金属酞菁的光谱分析

对几种四氨基取代金属酞菁的质谱、紫外可见光谱、1HNMR谱等进行了分析,对它们的二聚现象、氨基的氧化稳定性、热力学转动稳定性和共轭稳定性(分子内氢键)进行了研究.结果表明,它们在强极性溶剂(DMF)中有二聚倾向,其分子中氨基的抗氧化性较强;外围(2位取代)氨基金属酞菁a1～a4分子上的氨基以热力学转动稳定状态为主,外围(1位取代)氨基金属酞菁b1～b4分子上的氨基以分子内氢键的形式存在,以热力学共轭稳定状态为主.     

中心对称型4,4’-双(N’-取代酰基硫脲基)取代联苯类衍生物的 合成及其晶体结构

以苯甲酸和2,4-二氯苯氧乙酸为原料合成取代酰基异硫氰酸酯, 再分别与4,4’-联苯二胺和3,3’-二甲基-4,4’-联苯二胺反应, 合成了3种中心对称型4,4’-双(N’-取代酰基硫脲基)取代联苯类衍生物. 产物结构经紫外光谱、红外光谱和核磁共振谱确认, 并用X射线单晶衍射分析法测定了化合物4,4’-双(N’-苯甲酰基硫脲基)联苯的晶体结构, 该晶体属于三斜晶系, P-1空间群, 晶胞参数: a＝0.53447(11) nm, b＝1.03086(13) nm, c＝1.15550(13) nm, α＝98.24(3)°, β＝96.95(3)°, γ＝99.43(3)°, Z＝2, Dc＝1.379 g/cm3, V＝0.61472(16) nm3, F(000)＝266, R1＝0.0506, wR2＝0.1335. 该分子呈中心对称分布, 存在两种分子内氢键N—H…O和C—H…S, 形成了毗邻的两个六元环结构, 同时通过分子间氢键N—H…S在分子间形成的R22(8)环把分子连接成无限延伸的一维链状结构, 再通过两种CH-π相互作用形成三维超分子结构.     

联苯取代物的双电荷离子质谱(2E谱)研究

本文研究了联苯取代物双电荷离子2E谱及其取代基效应和靶气压力影响。离子源中产生的双电荷离子的解离反应主要有丢失H原子、C~2H~2、C~2H~4、HR(R为取代基)等反应通道。产物离子中[C~1~2H~8]^2^+、[C~1~2H~6]^2^+、[C~1~0H~6]^2^+等具有相当的稳定性。取代基对不同的反应有不同的影响, 主要取决于产物离子的相对稳定性。取代基对分子离子的稳定性的贡献有以下顺序: NH~2>OH>Ph>F>H>Br>NO~2。升高靶气压力, 2E谱的总离子流迅速升高, 而样品离子流的百分数却直线降低。靶气压力影响样品的检测灵敏度, 但不影响离子的碎裂途径。     

卤代硅烷(R3SiX)与NR'3形成五配位硅化合物的加成反应

对R3SiX(R=H、CH3;X=F、Cl、Br、I)与NR'3(R'=H、CH3)的加成物用量子化学密度泛函方法在B3LYP/6-31g(d,p)基组下(X原子采用cep-121g基组)进行了两种加成方式的研究.一种是NR'3沿Si-X键轴向位置的加成,另一种是NR'3沿Si-X键侧向接近的加成.计算结果表明,前者更稳定且更容易形成加成物;Si上斥电子基团不利于Si-N键的形成,而N上斥电子基团则有利于Si-N键的形成;NH3-H3SiX系列和N(CH3)H3-H3SiX系列均能以两种方式进行加成,NH3-H2(CH3)SiX系列仅能沿Si-X键轴向进行加成,而NH3H(CH3)2SiX和NH3-(CH3)3SiX系列两种方式都不能进行加成;在同系列加成产物中,以X=Cl时所得加成物最稳定.讨论了所有加成物中各键的性能、NBO电荷变化、取代基对加成物结构和稳定性的影响,并对H3SiX(X=F、Cl、Br、D与NH3及N(CH3)3加成物在有机溶剂中导电的可能性进行了讨论.     

亚碘酰苯氧化单和双(卟啉铁)反应的取代基效应研究

用紫外-可见分光光度分析法测定了PhIO氧化单和双(卟啉铁)两个系列共17个化合物的反应动力学并探讨了取代基的电子效应和立体效应对反应的影响规律.研究结果表明,单铁卟啉系列与PhIO的作用在动力学上的二级反应,而μ 氧代双卟啉铁系列为一级反应.无论是单卟啉铁还是双卟啉铁,反应动力学常数与取代基特性常数σ之间存在线性关系,但是卟啉环上取代基的电子效应对单和双卟啉铁的氧化反应表现出不同的影响规律.     

β-取代卟啉及卟啉铁的抗氧化性

在假一级条件下 ,以亚碘酰苯为氧化剂 ,通过测定 β未取代的四苯基卟啉 (TPP) ,以及不同 β 取代的 β Cl8TPP、β Br8TPP、β Br4TPP、β NO2 TPP、β (CH3 ) 8TPP及其金属铁络合物的氧化破坏反应的表观动力学常数 ,获得了卟啉配体的稳定性顺序为TPP >β (CH3 ) 8TPP >β Br8TPP >β Cl8TPP >β Br4TPP >β NO2 TPP ,β位位阻越大相应的卟啉配体越稳定 ,并由此推导PhIO由 β位进攻卟啉配体。β 取代铁卟啉的稳定性顺序为 :Fe(β Cl8TPP)Cl>Fe(β Br8TPP)Cl>Fe(β Br4TPP)Cl>Fe(β NO2 TPP)Cl >Fe(TPP)Cl >Fe[β (CH3 ) 8TPP]Cl,并与在催化氧化环己烷反应中的稳定性一致 ,β位吸电子作用越大相应的铁卟啉越稳定 ,并推导由氧化能力更强的高价金属 氧中间体以位阻较小的面对面方式进攻 β 取代铁卟啉。     

卤代硅烷(R3SiX)与NR’3形成五配位硅化合物的加成反应

对R3SiX(R=H、CH3; X=F、Cl、Br、I)与NR’3 (R’=H、CH3)的加成物用量子化学密度泛函方法在B3LYP/6-31g(d,p)基组下(X原子采用cep-121g基组)进行了两种加成方式的研究. 一种是NR’3沿Si—X键轴向位置的加成, 另一种是NR’3沿Si—X键侧向接近的加成. 计算结果表明, 前者更稳定且更容易形成加成物; Si上斥电子基团不利于Si—N键的形成, 而N上斥电子基团则有利于Si—N键的形成; NH3-H3SiX系列和N(CH3)3-H3SiX系列均能以两种方式进行加成, NH3-H2(CH3)SiX系列仅能沿Si—X键轴向进行加成, 而NH3-H(CH3)2SiX和NH3-(CH3)3SiX 系列两种方式都不能进行加成; 在同系列加成产物中, 以X=Cl时所得加成物最稳定. 讨论了所有加成物中各键的性能、NBO电荷变化、取代基对加成物结构和稳定性的影响, 并对H3SiX(X=F、Cl、Br、I)与NH3及N(CH3)3加成物在有机溶剂中导电的可能性进行了讨论.     

Keggin型有机硅取代的多金属氧酸盐衍生物[XW11O40（SiR）2]n-(X=CoIII,P;R=CH=CH2,OH)的合成和表征

以CoIIIW11和有机硅烷为原料,在pH=1,乙醇-水(体积比=2∶1)的混合溶剂中,首次合成了Keggin型有机硅取代的钨钴酸盐[CoIIIW11O40(SiR)2]5-(CoIIIW11(SiR)2,R=CH=CH2,OH).这里,乙醇作为共溶剂增加硅烷在溶液中的溶解度,使CoIIIW11在转化为饱和结构之前能够快速与硅烷相遇并反应.产物的组成和结构用IR,UV-Vis,NMR,TG-DTA,元素分析等技术进行了全面表征.结果显示,两个SiR基团进入了CoIIIW11的空位,并形成Si—O—Si桥,得到与先前报道的硅取代钨硅酸盐和钨磷酸盐相似的结构.还运用此条件成功合成了以往需要在固-液相转移条件下合成的[PW11O40(SiR)2]3-[PW11(SiR)2,R=CH=CH2,OH],进一步证明了此方法在合成有机硅取代的多金属氧酸盐方面的可行性和通用性.     

乙烯基锡修饰的双吡唑甲烷第六族金属羰基化合物的合成与反应

通过双吡唑基甲基锂与二苯基乙烯基碘化锡的反应, 合成了桥头碳上带有乙烯基锡修饰的双吡唑甲烷配体。在回流的THF中这些乙烯基锡修饰的双吡唑甲烷配体(R3SnCHPz2, R3Sn为三乙烯基锡或二苯基乙烯基锡;Pz代表取代吡唑)与M(CO)5THF (M = Mo或W)反应产生杂双金属化合物R3SnCHPz2M(CO)3。在这些化合物中,一个乙烯基以h2方式配位到金属钼或钨上,双吡唑甲烷表现为一个三齿k3-(p,N,N)配体。(CH2=CH)3SnCH(3,5-Me2Pz)2W(CO)3和Ph2(CH2=CH)SnCH(3,5-Me2Pz)2W(CO)3与I2的反应也被研究。前者给出化合物CH2(3,5-Me2Pz)2W(CO)4,而后者随着有机锡的丢失产生四元金属杂环化合物CH(3,5-Me2Pz)2W(CO)3I。用PhSNa处理该四元金属杂环化合物导致碘负离子被取代,得到化合物CH(3,5-Me2Pz)2W(CO)3SPh。     

取代苯醌在乙腈中的电化学和光谱电化学研究

研究了含有甲基、甲氧基、氟或氯等不同取代基的对苯醌衍生物在乙腈中的电化学和紫外-可见光谱电化学性质,并探讨了取代基对化合物电化学性质的影响.结果表明,每个化合物均可以发生两步可逆的单电子还原反应,分子中的供电子基能使还原反应电位发生负移,而吸电子基则可使电位发生正移.还原电位的变化值(ΔE)与取代基哈密特常数(∑σ)之间呈线性关系,其方程为:ΔE1=0.386 9∑σ-0.073 5(V),R2=0.996,ΔE2=0.280 3∑σ-0.114 5(V),R2=0.981.在控制电位还原时化合物的紫外可见光谱具有明显的变化,表明两步还原反应的产物分别为阴离子自由基(R)nQ.-和负二价阴离子(R)nQ2-(R=—CH3,—OCH3,—Cl,—F;n=0～4).     

Ni2(OCH3)2/SiO2催化剂上CO2和CH3 OH的吸附和反应性能

采用表面改性和离子交换相结合的方法制备了Ni2(OCH3)2/SiO2负载型双核金属甲氧基配合物催化剂,利用红外光谱(IR)、程序升温脱附(TPD)、程序升温表面反应(TPSR)和微反技术考察了催化剂的表面结构以及CO2和CH3OH的化学吸附和反应性能.结果表明:Ni2(OCH3)2/SiO2中Ni2+与载体SiO2表面O2-以双齿配位形式键合,甲氧基以桥基形式联结双金属离子形成双核物种Ni2(OCH3)2;CO2在催化剂表面存在甲氧碳酸酯基物种和桥式两种吸附态,CH3OH则只有一种分子吸附态;在100～200℃条件下,CO2和CH3OH在催化剂上的反应产物主要是DMC和H2O;根据反应结果,讨论了催化反应机理.     

有机钛化学III.1,5-环辛二烯的钛催化均相氢化

本文研究了一系列有机钛化合物(R-C5H4)2TiCl2(R=H,CH3,C2H5,n-C3H7,CH2-CHCH2.CH3CH-CHCH2.CH3OCH2CH2,C2H5OCH2CH2,cyclo-C6H1)等)和还原剂((i-Bu)3Al,LiAlH4,i-C3H7MgBr)组成的低价钛催化体系对1,5-环辛二烯的均相催化氢化反应。结果表明,低价钛催化体系在温和条件下具有较好的催化活性,氢化时还同时发生异构化反应,并讨论茂环上取代基对反应的影响及催化机理。     

CH3CH2,CH3CHCl,CH3CCl2与NO2反应微观动力学理论研究

运用量子化学密度泛函理论UB3LYP/6-311+G*和高级电子相关校正的偶合簇(CCSD(T)/6-311+G*)方法,对CH3CH2,CH3CHCl和CH3CCl2自由基与NO2反应的机理和动力学进行了理论研究,得到了体系的势能面信息和可能的反应机理.根据计算得到的各反应热力学参数及反应能垒,采用传统过渡态理论计算了各反应在温度T=298 K和T=700 K时的速率常数.研究结果表明,该类反应均通过1个中间体和1个过渡态生成产物,产物分别为CH3CHO+HNO,CH3CHO+ClNO和CH3CClO+ClNO.     

密度泛函理论研究温度和取代基对4-亚芳基亚氨基-1,2,4-三唑-3(2H)-酮气相热分解的影响

采用密度泛函理论(DFT)方法, 在B3LYP/6-31＋＋G(d,p)水平上研究了4-亚芳基亚氨基-1,2,4-三唑-3(2H)-酮及其类似物的气相热分解反应. 从热力学性质、几何结构参数、自然电荷分布、温度效应等角度探讨不同取代基对标题物热分解反应的影响. 结果表明: R (R＝H, CH2CH2CN)取代基对反应影响很小; 而苯环上Y (Y＝MeO, Me, H, Cl和NO2)取代基对活化自由能(ΔG≠)、键长(ΔR≠)、键角(Δα≠)和自然电荷(Δq≠)变化的影响与Hammet常数(σ)呈现线性关系ΔP≠＝ρσ＋C (P＝G, R, α和q, r＞0.95). 给电子基团使得相应的活化自由能降低, 键长变短, 键角变大, 自然电荷增加; 吸电子反之.