单取代烷烃液相生成焓估算新方法

根据烷基R和取代基X(Cl、Br、I、OH、SH、NO2、CN、NH2、CHO和COOH等)本身的电子效应, 应用烷基R的极化效应指数PEI和取代基X的电负性χX定量描述单取代烷烃RX中R和X间的相互作用, 再结合已提出的C—C键和C—H键的键连接矩阵的特征根, 建立了一个估算单取代烷烃RX液相生成焓的方程： ΔfH0(RX, l)＝－39.5001ΣX1CC＋33.5508NCC－0.0789ΣX1CH－25.7087NCH＋0.1557ΣSij＋0.9976H(X)－ 27.6642 PEI(R)×χX＋31.5043χX 此方程用于估算RX的生成焓, 不仅结果非常令人满意(其相关系数R达到0.9999, 标准偏差SD仅为2.87 kJ•mol^-1), 而且方程中各项参数的物理意义也非常明确, 便于人们深入地理解分子结构与性能的关系. 应用去一法(leave-one-out)对以上方程进行交叉验证分析表明该方程具有较好的稳定性和较强的预测能力. 研究发现, 著名的Luo氏方程是上述方程的一种特殊形式, 上述方程是对Luo氏方程的一个较大扩展. 该方法为研究更复杂体系内基团之间的相互作用提供了一种新的方法和思路.     

烷烃电离能和生成焓的相关性

根据化合物形成过程中价电子能量变化与生成焓之间的关系, 推导出烷烃的生成焓和电离能之间的关系. 以21个烷烃化合物为模型将实验测定的电离能与标准生成焓进行直接关联, 证实了模型方程的适用性, 所得回归方程的相关系数达到0.9999, 估算值与实验值之间的标准偏差仅为0.03 eV. 同时还利用实验测定的标准生成焓对一系列烷烃的电离能作了预测.     

有机同秩物概念及单取代烷烃同秩物生成焓和电离能变化规律

提出了“有机同秩列”、“有机同秩物”、“有机同秩异构体”等概念体系,并以单取代烷烃同秩物Xi-（CH2）/-H（Xi=F、CI、Br、I、NO2、CN、NC、OH、NH2、SH、COOH、CHO）为例,对其气相标准摩尔生成焓（△rHm）、电离能（IP）的结构-性能关系进行了研究,分别对j=2～8的七组同秩物的生成焓及j=2～4的三组同秩物的电离能建立了数学模型：△rHm（j）=a＋b△iHm（1）＋cPEI（R）和IP（j）：a＋bIP（1）＋bPEI（R）,得到了有意义的结果．研究表明,从有机同秩物的角度可以建立一种新的分子结构．性能相关方法,它与有机同系物方法相互独立又互为补充．本文提出的概念体系不仅增加了新的有机化学理论和概念,还为有机物结构-性能变化规律的研究开辟了新视角．     

单取代烷烃定量结构-保留相关研究中的分子结构分区处理方法

将单取代烷烃RX(X=卤素,OH,SH,NH2等)分子结构分为两个区域(R和X)来提取分子结构参数,从三方面影响因素(烷基R、取代基X、R与X的相互作用)来定量关联RX的气相色谱保留时间。实验测定了37种单取代烷烃RX的气相色谱保留时间,并以键连接矩阵特征根之和EVM、烷基极化效应指数PEI、取代基质量分数w和取代基上氢原子所带部分正电荷ΔNH 4个参数为变量,建立了定量结构-保留相关模型。该模型具有良好的预测能力和外推能力,对醇在不同色谱柱上的保留指数进行了预测,结果与测定值符合得较好。     

用微扰分子轨道法研究饱和有机化合物的成环反应

在饱和有机化合物的成环反应中,五员环和六员环最易形成,这一事实通常是用环的张力和空间因素来解释的。但有些实验结果表明,五员环比六员环容易生成,三员环比四员环容易生成。这些事实用张力和空间因素都不能圆满解释。我们采用微扰分子轨道(PMO)法来计算成环反应中体系能量的变化。所得的计算结果可以较好地说明上述实验事实。     

分子极化效应与烷烃、醇的空腔表面积

烷烃以及醇在水中形成的空腔表面积CSA可由下式计算:CSA=122.984+8.65736SBL-103.862ΔMPEI。其中SBL是分子中所有化学键长度的总和, ΔMPEI是含有相同碳原子数目的(烷烃或者醇)支链异构体分子极化效应指数MPEI支与直链异构体分子极化效应指数MPEI直的差值。     

胺、醇和醚类化合物电离能的估算

脂肪族胺、醇、醚、硫醇和硫醚的第一电离能Ip与N、O、S原子的电负性X~Z^O、分子中N、O、S原子的部分电荷q~z以及烷基的极化效应指数PEI的关系可以表示为:Ip(eV)=4.4851+3.0727X~Z~O+7.1702q~z-1.3949∑PEI上式较好地表达了脂肪族胺、醇、醚、硫醇和硫醚的第一电离能变化的共同规律。     

卤代烷第一电离能的变化规律研究

卤代烷RX的第一电离能[WTBX]Ip的变化规律可用如下方程表示：Ip(eV)=3.3380+0.7344Ep(X)+2.7424[(1/ax)qx-1.4302PEI其中,Ep(X)、x分别为卤素原子最外层P电子的电离能和原子极化度,qx是卤代烷RX分子中卤原子X所带的部分电荷,PEI是RX分子中烷基R的极化效应指数。研究结果表明用上式估算卤代烷的第一电离能与实验值符合的比较好。     

烷烃与羟基自由基反应速率常数的估算

Activation energy of hydroxyl radical OH reacting with alkanes was estimated from the quantitative relation between the bond dissociation energy (BDE) of Ri-H and the polarizability effect index (PEI) of alkyl radical Ri. Preexponential factor A in Arrhenius expression quantitatively was related to the topological steric effect index (TSEI) of alkyl radical Ri. The research results show that three parameters, PEI, TSEI and temperature T, can be used to quantify the activity of hydroxyl radical reacting with primary, secondary and tertiary carbon hydrogen bonds in alkane. The expression can accuratly evaluate the activity of C-H bonds. Moreover, the PEI and TSEI of alkyl radical Ri can be correlated quantitatively with the reaction absolute and relative rates of alkanes and cyclanes with hydroxyl radicals at various temperatures. The predicted rate constants are in good agreement with the experimental ones.     

π和σ体系彻底分离的高度定域的键轨道基组的建立

高度定域的、对称的、键轨道基组的建立是一个多步的计算程序：(1)以定域片断轨道[φk,φi,φj]为基,对分子作有条件的RHF运算,算得FUL和DSI°态的片断分子轨道[Φ°l',Φ°n,Φ°m]和[Φl,Φn,Φm]。在基组[φk,φi,φj]中,φi∈双占据和空σ片断分子轨道(FMOs)组,φj∈πFMO组,φk∈单占据σFMO组,它们都精确地定域在各自的片断内;(2)利用Φ°l'与Φ°l间的重叠积分值(Sl'l>0.5),可以从DSI°态中,自动地选出Ns个对称的、由单占据轨道线性组合而成的分子轨道Φ°l'=Σakl'φk(k=1,2,…,Ns),接着,用Φ°l'取代FUL态中同类的、非对称轨道组Φl=Σaklφk(k=1,2,…,Ns);(3)以上述新的轨道组[Φ°l',Φn,Φm]为基(其中,Φ°l'∈DSI°态,它们离域于整个分子;双占据及空σFMO组Φm和πFMO组Φm属于FUL态),按FUL态的条件,再次对分子作有条件的RHF运算,从中得到一组对称的、闭壳层正则FMOs,而且每一个FMO均有正确的电子占据数;(4)利用Perkin原理,将第3步所得的正则FMO组定域成一个对称的键轨道基组[Φl',Φn',Φm']。在这个基组中,π体系Φm'与σ构架Φn'是彻底分离的,而且这两个轨道组始终精确地定域在各自的片断内。     

Theoretical determination of electron affinity and ionization potential of DNA and RNA bases

The ionization potentials and electron affinities of thymine, cytosine, adenine, guanine, and uracil were determined at density functional level using different exchange‐correlation functionals and basis sets. Results showed that the computed ionization potentials are very close to the experimental counterparts. The sign of adiabatic electron affinities of adenine, thymine, and uracil is unaffected by the used level of theory while that for guanine and cytosine depends on both the used potential and basis set. Vertical electron affinities are always negative in agreement with the experimental indications. © 2000 John Wiley & Sons, Inc. J Comput Chem 21: 1243–1250, 2000     

Calculation of vertical ionization potentials of H2O and Ne by many-body Rayleigh-Schrödinger perturbation theory

The vertical ionization potentials of H₂O and Ne are calculated by many-body Rayleigh-Schrödinger perturbation theory up to third order. The comparison of the present method with the other approaches is done.     

饱和链状分子中C 1s电子电离能与基团拓扑电负性指数

由X-射线光电子谱测定的原子内层电子的电离能(也称结合能)能反映分子内部不同区域的原子特性,常用于估计分子内不同部位的化学活性、分子中的电子结构变化以及取代基效应[1]。还用于研究价电子性质[2-4]和化合物的气相酸碱性[5]。目前,对原子内层电子电离能的研究有实验测定和     

基质辅助激光解吸电离质谱和电喷雾电离质谱在辣根过氧化物酶糖肽结构分析中的应用

糖链结构的质谱解析是今后糖蛋白分析中的重要研究内容,其中完整糖肽的分析,由于可以同时获得糖基化位点和对应糖链的结构信息,更具有重要意义和研究前景。本工作对质谱软电离技术在完整糖肽分析中的应用进行了研究,其中包括了基质辅助激光解吸电离(matrix-assisted laser desorption ionization, MALDI)和电喷雾电离(electrospray ionization, ESI)技术。通过平行使用两种串联质谱(tandem mass spectrometry, MS/MS)分析策略: MALDI-MS/MS和ESI-MS/MS对目标糖蛋白——辣根过氧化物酶进行分析,并讨论了其互补性。结果表明,MALDI和ESI技术各有优劣,结合串联质谱分析,可获得糖肽的糖链结构信息;两条路线互补使用,在揭示蛋白质糖基化修饰(位点和结构)的研究中十分必要。     

Structure and charge-state dependence of the gas-phase ionization energy of proteins

Photoionization of protein ions: The ionization energy of polyprotonated protein cations in the gas phase measured using VUV synchrotron radiation appears to be correlated with the charge state z of the protein and its tertiary structure. A simple electrostatic model accounts for the results and also shows predictive capabilities to derive a mean radius R(m) of the protein ion from the ionization energy, and vice versa.     

电喷雾离子源中样品离子化能量转移理论的初探

电喷雾离子源（electrospray ionization,ESI）不仅可以用于小分子的检测,也能够用于蛋白质、多肽等大分子的研究。本文通过对离子化过程的系统分析,提出了基于能量最低原理的离子化过程能量转移理论。样品分子在由液相转移到气相形成离子化气体的过程中受到静电力、分子间的范德华力等多种力的作用。样品的离子化是多种力共同作用的结果,在不同的离子化阶段,不同形式的力的作用也不尽相同。电荷在样品表面蒸发和多电荷离子的形成之间存在竞争。对不同结构的分子,分子形态、构象改变导致的两相间转移Gibbs自由能变化不同,可能导致离子蒸发、大分子形成多电荷离子、产生链弹射等行为。离子化能量转移理论不仅能够对已有的3种理论加以简化统一,也可以说明溶剂、电解质离子等在离子化过程中的作用,为优化不同结构与形态样品的质谱检测、了解离子化的真实过程提供了一种可能的依据。     

Investigating the performance characteristics of the barrier discharge ionization detector and comparison to the flame ionization detector for the gas chromatographic analysis of volatile and semivolatile organic compounds

Abstract

The response behavior and performance characteristics of the recently introduced barrier discharge ionization detector (BID) for gas chromatography (GC-BID) were investigated by analyzing different classes of organic compounds such as alcohols, alkanes, cycloaliphatic compounds, polycyclic aromatic hydrocarbons (PAHs), and others. The results obtained by GC-BID were compared with those of gas chromatography with flame ionization detection (GC-FID), aiming to demonstrate the particular merits of the new BID detector over the well-established FID. The response of the BID not only was found to be strongly dependent on the detector settings, but also shows a high dependence on the analyte class and the individual analyte. The sensitivity of the BID detector compared to the FID was higher by a factor of ca. 4 on average when considering all compounds analyzed. The relative standard deviation (RSD) was better than 5% for the majority of the cases. The BID detector showed better precision (lower RSD) in comparison with the FID for the investigated compounds. Linear calibrations were obtained for the analytes over more than four orders of magnitude with coefficients of determination typically higher than 0.999 and the limits of detection varied from 0.04 to 1.48?ng/s for the GC-BID.     

Effect of substituents on the first ionization potentials of aromatic and heteroaromatic compounds. The {ie2532-1} resonance parameters of Si-, Ge-, Sn-, and Pb-containing fragmentsresonance parameters of Si-, Ge-, Sn-, and Pb-containing fragments

The first vertical ionization potentials (IP) of monosubstituted benzenes, hexafluorobenzenes, naphthalenes, anthracenes, furans, thiophenes, and selenophenes and the secondIP of monosubstituted tellurophenes are related to the inductive, resonance, and polarization parameters of substituents by dependences of the type {ie2532-2}. The contribution of polarizability effect, {ie2532-3}, to theIP value is determined by the degree of delocalization of the positive charge in radical cations formed upon photoionization of the compounds studied. The {ie2532-4} resonance parameters of nineteen Si-, Ge-, Sn-, and Pb-containing substitutents in naphthalene, furan, and thiophene series were calculated. Translated fromIzvestiya Akademii Nauk. Seriya Khimicheskaya, No. 12, pp. 2434–2438, December, 1998.