向日葵状葫芦脲的合成与超分子自组装

葫芦脲(CB[n],n为最小重复单元数)是一类由苷脲与甲醛经缩合环化而形成的大环分子,因具有良好的分子识别性能及配位性能,在分离、催化、医药、互锁分子及超分子体系构建等领域有着广泛的应用。本课题组在苷脲分子中间的桥上增加一个碳原子,得到苷脲类似物丙基二脲(TD),TD进一步与甲醛缩合环化得到一系列向日葵状葫芦脲类似物(TD[n])。与传统苷脲相比,TD容易在碳原子上衍生化,衍生物对成环反应的影响较小,容易获得TD[n]。相比CB[n]的n最小值为5,TD[n]的n最小值减小到4,TD[4]是目前为止文献报道的葫芦脲家族的最小成员。此外,这些TD[n]有的对金属离子具有很好的选择配位能力,有的对质子化有机胺具有强的外结合性能,它们分别构建了一系列一维、二维或刺激响应型超分子聚合物。研究结果为TD[n]在超分子化学等领域的进一步应用打下坚实的基础。     

分子导体:[NCBzPy][TCNQ]2和[FBzPy][TCNQ]2的合成及光谱研究

合成了两种新的取代苄基吡啶盐[NCBzPy]Cl(1)和[FBzPy]cl(2),1(或2)与LiTCNQ,TCNQ进一步反应生成[NCBzPy][TCNQ]2(3){或[FBzPy][TCNQ]2(4)}。IR研究表明：TCNQ盐中存在TCNQ^o和TCNQ^-,并形成了一维TCNQ分子柱,且TCNQ^o和TCNQ^-之间存在相互作用,有部分电荷发生转移。     

π-共轭体系超分子自组装

π-共轭体系因其分子结构的可设计性以及优异的光电性质得到了广泛的研究,其超分子自组装在制备结构复杂、规则的功能纳米材料方面表现出了显著的优势,且是调控材料宏观性质的一种有效的方法.因此,π-共轭体系超分子自组装已经成为近年来信息、材料、生物等前沿领域的研究热点.本文综述了π共轭体系超分子自组装的机理、外界环境的导向作用、自组装形态以及其在光电器件、生物传感等方面的应用研究,进一步提出了该领域尚待解决的问题并对其应用前景进行了展望.     

Eπ的新定义和分子的稳定性

本文分析了几类共轭体系的E_π(HMO)随N变化的规律,提出了按不同顶点度的碳原子数作为参量,由此定义了具有明确结构意义的E_π.文中根据这种新的判据,对多种类型共轭体系一百多个分子的稳定性作出了理论的解释.     

林可霉素分子印迹聚合物的制备及吸附性能研究

以林可霉素(LIN)为模板,利用分子模拟方法模拟丙烯酰胺(AM)、甲基丙烯酸(MAA)、2-乙烯基吡啶(2-VP)和4-乙烯基吡啶(4-VP)4种常见的功能单体与模板分子的结合能,结果表明4-VP结合能最强为-98.25 kJ/mol。用悬浮聚合法制备林可霉素分子印迹聚合物(MIP)并对其性能进行评价。使用气相色谱检测各功能单体制备的印迹聚合物的吸附量,结果4-VP制备的印迹聚合物吸附量最大为102.8μmol/g,分子模拟结果与吸附试验结果一致,表明分子模拟可以为功能单体选择提供依据。采用静态吸附试验和动态吸附试验对印迹聚合物吸附性能表征,并进行了Scatchard模型分析。结果印迹因子为2.54,并且在150 min内较快地达到吸附平衡,表明林可霉素分子印迹聚合物具有较高的选择吸附性,可用于林可霉素的富集。     

分子基磁体[NCBzPy][Ni(dmit)2]的合成、表征和磁学性质

合成了一种新的取代苄基吡啶盐[NcBzpy]cl(1),1和NiCl2,dmit^2-反应生成分子基磁体[NCBzPy][Ni(dmit)2](2),其结构用元素分析、IR和UV进行了表征。并测定了2在2K～300K的变温磁化率,结果显示。相邻Ni^3 之间存在铁磁偶合作用。     

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。     

甲醛分子印迹聚合物的制备、性能及水产品测定

以甲醛为模板分子,α-甲基丙烯酸为功能单体,乙二醇二甲基丙烯酸酯为交联剂,用氯仿做溶剂,制备了甲醛分子印迹聚合物,并优化了此制备方法,在模板分子、功能单体和交联剂的摩尔比为1:2:20,预聚合时间为4 h,聚合时间为8 h的条件下制备的聚合物对甲醛的特异性吸附能力最好,当甲醛溶液的浓度为2 mmol/L时聚合物对甲醛的吸附量达到了12.40×10^-2 mmol/g。 对市售鱿鱼处理后用高效液相色谱法测定得样品中甲醛的浓度是5.92 mg/Kg,将该样稀释100倍以后甲醛已无法检出,经MIP柱富集后检测计算样品中甲醛浓度为5.76 mg/Kg,表明该聚合物用于样品前处理高效且结果无显著性差异。     

超分子树枝聚合物的起源与发展

超分子树枝聚合物起源于聚合物链结构的2个重要进化(树枝链和超分子),是通过建筑模块在芯、支化单元或表面的分子自组装(非共价键连接)生成的树枝聚合物,具有独特的结构特征和新颖的物理、化学等功能。超分子树枝聚合物的进一步自组织可形成液晶态或柱状体等有序结构。超分子树枝聚合物可分为氢键型、金属配位型、π-π堆叠型、离子型、拓扑型(含轮烷和索烃结构)、混合型(含2种或2种以上不同非共价键)等类型。本文综述各种类型超分子树枝聚合物的合成、结构、聚集态和应用。     

一个新的七元环吡咯-吡啶氢键分子激发态分子内质子转移的理论研究

运用含时密度泛函理论(TD-DFT)方法和以环己烷为溶剂的可极化连续模型(PCM),研究了2-[2-(1 H-pyrrol-2-yl)-cyclopent-1-enyl]-pyridine(7-HB)发生激发态分子内质子转移(ESIPT)的反应机制.结果表明,7-HB分子被光激发到Franck-Condon区域后,在第一光学亮态(S_1)上会发生一个超快的从Normal(N)式到Tautomer(T)式的质子转移反应,其反应的能垒仅有0.05eV.此外,在相同计算水平下,还研究了7-HB分子的吸收和发射光谱,所得结果与实验数据吻合得很好.     

香豆素分子模板聚合物的合成与性能研究

以香豆素为模板分子, α-甲基丙烯酸(MAA)、丙烯酰胺(MA)、2-乙烯基吡啶(2-VP)和4-乙烯基吡啶(4-VP)为功能单体, 二甲基丙烯酸乙二醇酯(EGDMA)为交联剂, 利用分子模板技术分别在甲苯、甲醇、氯仿和乙腈溶剂中合成了一系列香豆素分子模板聚合物(MTP), 研究了聚合体系组成对模板聚合物吸附特性的影响. 结果表明, 在所合成的模板聚合物中, 以MAA为功能单体, 乙腈为致孔溶剂, 以1∶4∶30的摩尔比加入模板分子、MAA及EGDMA时制备的模板聚合物吸附容量高、印迹效果和选择性好. 此模板聚合物有作为白芷样品中香豆素吸附分离材料的应用前景.     

嫁接Al改性MCM-41介孔分子筛催化合成双酚F

以十六烷基三甲基溴化铵和正硅酸乙酯为原料,合成纯硅MCM-41介孔分子筛。 再利用九水硝酸铝为改性剂来嫁接改性纯硅MCM-41介孔分子筛,NH3-TPD结果表明,嫁接后的AlMCM-41产生了中强酸。 用改性后不同n(Si)/n(Al)的AlMCM-41催化合成双酚F,在n（苯酚）/n（甲醛）=30、反应时间5 h、反应温度90 ℃、m（甲醛）/m（AlMCM-41）=7的反应条件下,在一定范围内,双酚F的产率随Al含量增加而增加,但在n（Si）/n（Al）＜50时,双酚F的产率反而下降,当n（Si）/n（Al）=50时,双酚F的产率最高,为42.28%。     

微波加热制备泡沫镍负载La3+掺杂纳米TiO2及其光催化降解甲醛的性能

 采用常规加热和微波加热方法制备了两种泡沫镍负载La3+掺杂的纳米TiO2光催化剂,以甲醛光催化降解为模型反应,考察了制备方法和掺杂La3+对催化剂催化性能的影响,并采用扫描电镜、透射电镜、 X射线衍射和能量分散式光谱分析对催化剂进行了表征. 结果表明,微波加热法制备的纳米TiO2具有典型的锐钛矿型晶体结构,其粒径均匀且明显小于常规加热法制备的催化剂. 泡沫镍负载1.5%La3+掺杂的TiO2的光催化性能得到明显改善,反应90 min后甲醛的降解率仍达到93%. 在实验中发现催化剂有失活现象,但经简单清洗后其活性能够恢复.     

短孔道介孔分子筛Zr-Ce-SBA-15固载酸性离子液体催化合成双酚F

通过化学键接的方式,将酸性离子液体(ILs)分别负载于两种不同的硅基载体上,成功制备了SBA-15-ILs(SILs)与Zr-Ce-SBA-15-ILs(ZCSILs)等两种固载化酸性离子液体。 通过傅里叶变换红外光谱仪(FT-IR)、热重分析仪(TG-DTG)、X射线衍射仪(XRD)、N₂吸附-脱附比表面仪(BET)、透射电子显微镜(TEM)、扫描电子显微镜(SEM)与有机元素分析仪(OEA)等对所制备催化剂的物化性能进行了表征,并进一步研究了其在甲醛-苯酚合成二羟基二苯基甲烷(双酚F,BPF)中的催化活性。 结果表明:短孔道的ZCSILs具有较高比表面积、较多的离子液体负载量和相对优异的催化活性。 当m(催化剂)/m(甲醛)=0.36,n(苯酚)/n(甲醛)=30,反应时间90 min、反应温度90 ℃时,BPF收率可达95.6%,对4,4′-BPF的选择性达到44.8%,且所制备的ZCSILs重复使用5次后,依然显示优异的催化活性。     

Selective oxidation of methane to formaldehyde by oxygen over silica-supported iron catalysts (Special column of methane transformation, Article)

FeO_x-SiO₂ catalysts prepared by a sol-gel method were studied for the selective oxidation of methane by oxygen. A single-pass formaldehyde yield of 2.0% was obtained over the FeO_x-SiO₂ with an iron content of 0.5 wt% at 898 K. This 0.5 wt% FeO_x-SiO₂ catalyst demonstrated significantly higher catalytic performances than the 0.5 wt% FeO_x/SiO₂ prepared by an impregnation method. The correlation between the catalytic performances and the characterizations with UV-Vis and H₂-TPR suggested that the higher dispersion of iron species in the catalyst prepared by the sol-gel method was responsible for its higher catalytic activity for formaldehyde formation. The modification of the FeO_x-SiO₂ by phosphorus enhanced the formaldehyde selectivity, and a single-pass formaldehyde yield of 2.4% could be attained over a P-FeO_x-SiO₂ catalyst (P/Fe = 0.5) at 898 K. Raman spectroscopic measurements indicated the formation of FePO₄ nanoclusters in this catalyst, which were more selective toward formaldehyde formation.     

两步晶化法合成纳米SAPO-34分子筛及其催化性能

分别以拟薄水铝石、硅溶胶和磷酸为铝源、硅源和磷源,四乙基氢氧化铵为模板剂,采用两步水热晶化法合成出粒径为200～300 nm的纳米级SAPO-34分子筛.采用X射线衍射(XRD)、X射线荧光光谱(XRF)、29Si 、27Al、31P MAS NMR、SEM、BET和NH3-TPD等手段对合成的SAPO-34分子筛进行...     

分子印迹-流动注射化学发光测定磺胺二甲基嘧啶

本文以二乙烯三胺为功能单体,环氧树脂为交联剂,磺胺二甲基嘧啶(SM2)为目标分子,合成了对SM2具有专一性识别的分子印迹聚合物(MIP)。在酸性条件下,利用HCl-KMnO_4-甲醛发光体系,结合流动注射化学发光(FI-CL),建立了测定SM2的MIP-FI-CL分析方法。方法的线性范围为1.0×10~(-4)~1.5×10~(-3) mol/L,检出限为6.0×10~(-5) mol/L。该方法可用于测定复杂样品中SM2的含量。     

硅烷化对Ti/HMS分子筛催化性能的影响

分别用水热法和气相沉积法制备了Ti/HMS分子筛,采用三甲基氯硅烷(TMCS)和六甲基二硅氮烷(HMDSZ)对Ti/HMS样品进行了气相硅烷化,并用X射线衍射、N2吸附、红外光谱、29Si核磁共振和紫外-可见光谱对样品进行了表征.丙烯环氧化反应的测定结果表明,硅烷化可显著提高环氧化催化活性.水热法制备的Ti/HMS经HMDSZ硅烷化后的催化活性比经TMCS硅烷化后的稍高;气相沉积法制备的Ti/HMS经HMDSZ硅烷化后的催化活性远高于经TMCS硅烷化后的催化活性.这是由于TMCS不但能与分子筛表面的硅羟基反应,而且能破坏分子筛骨架中的Si-O-Ti甚至Si-O-Si键,形成新的羟基,导致样品的亲水性较强,同时还能对气相沉积法制备的Ti/HMS中的四配位骨架钛产生破坏作用.     

多氨基多醚基亚甲基膦酸的合成及其阻垢机理的MD模拟

以端氨基聚醚、亚磷酸、甲醛、浓盐酸等为原料合成了新型水处理剂多氨基多醚基亚甲基膦酸(PAPEMP), 并通过红外、核磁等手段对产品进行了表征. 采用分子动力学(MD)模拟退火方法, 研究了周期性边界条件下PAPEMP与方解石晶体的相互作用, 探讨了该相互作用的本质, 并初步阐释了PAPEMP的阻垢机理. 结果发现, PAPEMP分子(n＝1～8)与方解石 晶面的结合能强弱排序依次为(按聚合度) 5＞6＞4＞3＞8＞2＞7＞1. 对体系各种相互作用以及对关联函数g(r)的分析表明, 超分子体系的结合能主要由库仑作用(包括离子键)提供, 并含少量氢键成分; van der Waals作用为正值, 不利于结合体系的形成. 能量分析表明, 与方解石晶面结合的PAPEMP (n＝1～8)分子均发生了明显的扭曲变形.     

Preparation and application of odorless 1,3-propanedithiol reagents

2-Dodecyl-1,3-propanedithiol (2a) was prepared without a malodorous procedure as an odorless reagent that was usable in place of 1,3-propanedithiol (1) in organic reactions, e.g., in the reduction of azides and protection of carbonyl groups. The 1,3-dithioacetals obtained in the latter reaction were effectively reduced to methylene with Raney nickel and reconverted to the original carbonyl compounds by hydrolysis with N-bromosuccinimide in aqueous 2-butanone. In addition, the anion of 1,3-dithiane prepared from 2a and formaldehyde could be utilized as a synthetic equivalent of an anionic carbonyl carbon.