芳香取代基结构对螺旋聚乙炔高效液相色谱手性固定相手性识别性能的影响

设计合成了3种源于脯氨酸的手性乙炔基单体——(S)-2-乙炔基-N-芳香胺基甲酰基吡咯烷. 在氯化降冰片二烯铑二聚体{[Rh(nbd)Cl]₂}-三乙胺催化下, 3种单体被转化为相应的光学活性螺旋聚合物. 用高效液相色谱评估了3种聚合物作为手性固定相(CSPs)对9种底物的手性识别性能. 以正己烷/异丙醇(体积比9∶1)为流动相时, 3种聚合物对3对种氢键给体分子苯偶姻(α=1.35~1.44)、 三氟-1-(9-蒽基)乙醇(α=1.11~1.53)、 2,2′-二羟基-1,1′-联萘(α=1.09~1.11)及乙酰丙酮钴(α=1.84~2.38)表现出很好的手性识别能力; 当以正己烷为流动相时, 3种聚合物都能立体选择性地识别氢键给体分子2,2-二甲基-1-苯基-1-丙醇(α=1.12~1.22), 聚[(S)-2-乙炔基-N-(2′-萘基胺基甲酰基)吡咯烷]能识别氢键受体分子2-苯基环己酮(α=1.11). 结合核磁共振波谱、 拉曼光谱、 旋光测试、 紫外吸收光谱和圆二色光谱及液相色谱等方法, 系统研究了芳香侧基结构与连接位置对聚合物螺旋构象和对映体选择性拆分能力的影响. 分子对接模拟结果表明, 1-萘基的空间位阻大于2-萘基且可促进形成更强的分子内氢键, 不利于大尺寸底物(如联萘酚)的手性拆分. 与苯基相比, 引入萘基有利于增强聚合物与底物间的π-π相互作用, 提高聚合物的立体选择性和手性识别能力.     

环状烯酮与环状1-氮杂二烯的非对映及对映选择性[4+2]环加成反应

有机胺能催化环状烯酮化合物在多个位点发生不对称合成反应. 最近,我们发展了手性伯胺催化β-取代2-环戊烯酮与从糖精衍生的1-氮杂二烯的α’,γ-区域选择性的[5+3]形式环加成反应. 这里我们将报道采用β-取代2-环己烯酮或β-未取代2-环戊烯酮时,在手性伯胺催化下却与相同1-氮杂二烯发生完全不同的α’,β-区域选择性的不对称[4+2]环加成反应,生成高度官能团化的手性[2.2.2]或[2.2.1]桥环骨架结构. 重要的是利用不同类型的手性伯胺催化剂能够实现非对映选择性的反转,分别制备高立体选择性的endo-或exo-环加成产物.     

光化学条件下(β-重氮-α,α-二氟乙基)膦酸酯与羧酸的酯化反应

利用可见光促进的O-H插入反应可以在温和条件下实现羧酸与原位生成的(β-重氮-α,α-二氟乙基)膦酸酯的酯化反应, 以良好的产率得到了含有α,α-二氟甲基膦酸酯的羧酸酯类化合物. 该反应操作简单, 对于不同的官能团具有良好的适应性. 因此, 这一反应为α,α-二氟甲基膦酸酯衍生物的合成提供了一种高效的策略.     

2-氰基苄基诱导的葡萄糖醛酸β糖苷键立体选择性

以2,3-O-(2-氰基苄基)-4-O-氯乙酰基-β-对甲基苯基-D-葡萄糖醛酸硫苷等7个单糖模块作为糖基供体, 以甲醇等醇类化合物作为糖基受体, 分别在二氯甲烷和甲苯溶剂中进行了糖基化反应, 研究了葡萄糖醛酸C2位引入2-氰基苄基(BCN)以及溶剂效应对糖苷键α/β选择性的影响. 通过对糖基产物的 ¹H NMR, ¹³C NMR和HSQC等谱图分析发现, BCN可以有效提高糖苷键的β选择性, 其中部分糖基化产物的糖苷键α/β比例最高可达1/50. 为磺达肝癸钠分子中葡萄糖醛酸的β糖苷键的构建方法做出了初步探索.     

富氮多孔有机聚合物催化制备α⁃氰基肉桂酸乙酯

α-氰基肉桂酸乙酯作为含多种官能团的缺电子烯烃, 是一种极具应用价值的有机合成反应底物, 主要通过催化Knoevenagel缩合反应获得. 本文以多聚甲醛和三聚氰胺为前驱体, 采用溶剂热法制备富氮多孔有机聚合物mPMF, 经K₂CO₃处理得到K₂CO₃-mPMF-X(X=1, 10, 50). 考察了mPMF在苯甲醛和氰乙酸乙酯Knoevenagel缩合反应中的催化性能, 通过mPMF与K₂CO₃-mPMF-X催化活性的比较, 探讨了碱性强弱对Knoevenagel缩合反应的影响, 并对催化反应机理进行了探索. 结果表明, 催化剂中丰富的氮物种为反应提供了碱性环境和大量的碱性活性位点, 催化剂碱性强弱的控制是催化合成α-氰基肉桂酸乙酯的关键因素. mPMF在甲醇溶剂中于60 ℃反应3 h后, 苯甲醛转化率为97%, 目标产物选择性在99.9%以上.     

有机催化吡唑酮与MBH碳酸酯的不对称烯丙基烷基化反应

报道了辛可宁催化的MBH （Morita-Baylis-Hillman）碳酸酯β位和吡唑酮的不对称烯丙基烷基化反应. 在温和的条件下,此反应以良好的产率（55%～91%）和最高93%的对映选择性得到了一系列手性吡唑酮类化合物.     

碰撞能对K(2S)+HF(X1Σ+)→KF(X1Σ+)+H(2S)反应的影响

基于Sayós等构建的基态势能面, 运用准经典轨线方法对原子-分子反应K(²S)+HF(X¹∑⁺)→KF(X¹∑⁺)+ H(²S)的立体动力学性质进行了研究. 计算了该反应的极化微分反应截面、 两矢量k?j'相关分布函数P(θ_r)、 三矢量k?k'?j'相关分布函数P(?_r)和空间分布函数P(θ_r,?_r). 结果表明, 产物KF的转动角动量j′不仅在垂直于反应物相对速度矢量k的方向上有强烈的取向效应, 而且还定向于y轴的负方向, 转动角动量j′敏感地依赖于碰撞能.     

氨基酸酯Katritzky盐用于β,γ-不饱和酯和γ-酮酯合成的研究

β,γ-不饱和酯和γ-酮酯是重要的合成中间体, 从丰富的氨基酸衍生的Katritzky吡啶盐出发, 在可见光照射下, 合成了一系列的β,γ-不饱和酯和γ-酮酯, 该方法具有反应条件温和, 操作简单等优点, 且有良好的官能团兼容性, 所得的产物可进一步转化.     

含能配位聚合物[Pb(tza)2]n的合成、结构与性能研究

四氮唑乙酸与碳酸铅反应制备得到含能配位聚合物[Pb(tza)₂]_n (Htza＝四氮唑-1H-1-乙酸), 用自然蒸发母液法获得单晶. 运用元素分析和红外光谱对结构进行了表征, X射线单晶衍射结果表明: 该晶体属于单斜晶系, C2/c空间群, a＝1.5370(5) nm, b＝1.0373(3) nm, c＝0.8261(3) nm, β＝119.415(4)°, V＝1.1473(7) nm³, ρ＝2.671 g/cm³, Z＝2. 采用差示扫描量热分析(DSC)和热重-微分热重分析(TG-DTG)研究了该配合物的热分解过程及其非等温反应动力学, 并根据相关标准对配合物进行了感度测试. 结果表明: 该含能配合物具有较好的热稳定性和适当的感度, 分解反应放出大量的热和气体产物, 有望作为含能材料应用于相关领域.     

基于双锂法的炔基功能化热塑性弹性体的合成

苯乙烯-异戊二烯-苯乙烯三嵌段聚合物(SIS)是目前广泛使用的一种热塑性弹性体(TPE)材料, 建立高效、 精准、 普适的SIS功能化方法一直是提高TPE材料性能的关键. 首先, 利用双烯单体与单官能度引发剂的反应合成了双官能度的双锂引发剂; 然后采用双锂引发法, 以炔基功能化单体封端, 高效合成了α,ω-端炔基官能化SIS聚合物. 采用叔丁醇锂作为异戊二烯聚合段的调节剂, 叔丁醇钾作为苯乙烯聚合段的调节剂, 合成了低乙烯基结构含量(5.8%)、 窄分子量分布(<1.17)的SIS三嵌段聚合物; 再向SIS三嵌段聚合物中一步加入炔基官能化的1,1-二苯基乙烯(DPE)衍生物进行封端, 以高于90%的收率高效合成了α,ω-端炔基官能化SIS三嵌段模块聚合物, 借助炔基的高效点击反应, 实现了功能化及拓扑化TPE材料的制备.     

手性钌螯合催化剂的合成及在α⁃羟基酯的动态动力学氢化反应中的应用

设计并合成了一系列基于(R)-2-(二苯基膦基)-1-苯基-N-(2′-吡啶甲基)-1-乙胺及其衍生物的手性钌螯合催化剂. 采用核磁共振波谱及高分辨质谱对其进行表征, 并给出单晶结构. 以α-羟基酯类化合物为研究对象, 通过酯的动态动力学氢化还原反应, 发展了一种合成手性二醇的方法.研究结果表明, 该催化体系能有效实现酯的氢化还原, 并获得一定的对映选择性.     

χ-Fe_5C_2：结构，合成与催化性质调控

铁碳化物,特别是χ-Fe_5C_2,因在多个不同领域的应用长期以来受到研究者的密切关注。事实上,χ-Fe_5C_2已经被认定为铁基费托合成催化剂的活性相。除了作为催化剂外,χ-Fe_5C_2在电化学、磁成像和治疗等方面也有应用价值。自发现以来,人们对χ-Fe_5C_2的结构、稳定性、催化性能等物理化学性质开展了研究。χ-Fe_5C_2的C2/c结构在上世纪60年代初次得到解析,但是受限于样品中常常混合其他氧化铁和碳化铁,在结构方面还存在争议。研究者仍致力于结合先进表征技术和理论方法,利用高纯度的样品来建立更加准确的模型。作为一种亚稳态结构,传统合成方法很难制备高纯度的χ-Fe_5C_2。经过对合成方法的不断探索,物相单一和尺寸形貌可控的合成已经实现。多种铁和碳的前驱体可以用来合成χ-Fe_5C_2,而固-固、固-气和固-液相的碳化过程均能够用来制备不同粒度和形貌的χ-Fe_5C_2。合成方法方面的成果来了对χ-Fe_5C_2物相形成机理的新认识。利用原位表征方法,研究者已经揭示了气固相和液固相制备过程中物相形成的一些细节。无定形的Fe-C复合物的形成与晶化有可能是关键步骤。在新的制备方法基础上,出现了多种调控χ-Fe_5C_2催化活性的新手段。低钴含量的有钴纳米粒子和χ-Fe_5C_2组成的复合体具有非常高的低温费托合成活性。通过第二组分的修饰后可以使χ-Fe_5C_2突破传统的费托合成反应的局限,成为制备低碳烯烃、长链α烯烃、芳烃和含氧化物的新型催化剂。在这篇综述中,我们将回顾自上世纪中期以来对χ-Fe_5C_2物相的研究成果,聚焦于对结构解析,制备方法,生成机制以及在催化性能调控等方面的进展。我们总结了一系列用于制备χ-Fe_5C_2的方法以及控制催化性质的路径。合成方法的突破是更好认识χ-Fe_5C_2物理化学的关键。     

三［（S）-α，α-二（4-甲基苯基）-2-吡咯烷甲醇］膦酰胺催化链状酮酯化合物的不对称还原反应

报道了三［（S）-α,α-二（4-甲基苯基）-2-吡咯烷甲醇］膦酰胺催化剂催化链状酮酯化合物的不对称还原反应。 研究发现,该方法对碳链长为5~11的链状酮酯具有较好的催化效果,在物质的量分数为5%手性膦酰胺催化作用下,产物手性羟基酯化合物的收率最高可达89%,对映体过量（ee）值最高可达95%。 此方法为手性链状羟基酯衍生物的合成提供了新选择。     

Pd/γ-Al_2O_3催化剂催化氧化邻-二甲苯

利用纳米γ-Al_2O_3(10 nm)和普通γ-Al_2O_3(200-300 nm),采用浸渍法制备了1%(w)Pd/γ-Al_2O_3催化剂,考察了其催化氧化邻-二甲苯的性能以及催化剂的活性在氢气还原前后的区别。实验结果发现1%(w)Pd/γ-Al_2O_3(nano)在H_2还原后催化氧化邻-二甲苯的活性最高,T_(90)为150℃。利用X射线衍射(XRD)、比表面积(BET)、透射电镜(TEM)、X射线光电子能谱(XPS)等表征手段,研究了1%(w)Pd/γ-Al_2O_3催化剂物性结构与催化性能之间的构效关系。结果表明,还原态Pd是H_2还原后催化剂催化氧化邻-二甲苯的活性物种;Pd的颗粒大小与催化剂活性有显著的关系,小粒径有利于催化剂活性提高;纳米γ-Al_2O_3载体与Pd之间的相互作用强,有利于Pd的粒径控制和分散,从而提高1%(w)Pd/γ-Al_2O_3(nano)催化剂的活性。     

CeO2负载的PdO与Ce1‒x Pd x O2‒δ 物种的甲烷催化燃烧性能

通过调控Pd前驱物在CeO₂上的沉积方式, 分别制备了以PdO和离子态的Ce_1?x Pd _x O_2?δ 物种为主的 Pd/CeO₂催化剂, 并采用X射线光电子能谱(XPS)和拉曼(Raman)光谱确证了这两种Pd物种的存在. 氧气程序升温脱附(O₂-TPD)和氢气程序升温还原(H₂-TPR)的表征结果显示, 相比于与载体相互作用较弱的PdO物种, 与CeO₂相互作用较强的Ce_1?x Pd _x O_2?δ 物种具有更加稳定的Pd—O键. 催化剂的甲烷燃烧反应起燃活性测试结果显示, 以PdO物种为主的催化剂表现出了良好的低温催化性能, 在原料气配比为1%CH₄/4%O₂-Ar, 空速为60000 mL·{\mathrm{g}}_{\mathrm{c}\mathrm{a}\mathrm{t}}^{-\mathrm{1}}·h^?1的条件下, T₁₀和T₉₀分别为275和367 ℃, 而两种以Ce_1?x Pd _x O_2?δ 物种为主的催化剂的T₁₀均超过420 ℃. 催化剂的甲烷程序升温还原(CH₄-TPR)表征结果表明, 在升温过程中只有当PdO或Ce_1?x Pd _x O_2?δ 物种被CH₄还原后, 催化活性才开始上升. 由于PdO物种的Pd—O键强度较弱, 有利于Pd物种上的晶格氧在较低温度下参与CH₄的氧化过程. 而Ce_1?x Pd _x O_2?δ 物种的Pd—O键较稳定, 且在反应条件下离子态Pd²⁺与反应体系中氧物种的作用较强, 进而抑制了其与CH₄的反应, 因此反应的起燃温度较高. 以γ-Al₂O₃为载体采用相同的方法制备了Pd/γ-Al₂O₃催化剂, 相关的表征结果进一步证实, 与载体相互作用较弱的PdO物种更容易被CH₄还原, 进而具有较高的催化活性. 据此可以认为Pd/CeO₂上氧化态的Pd物种被CH₄的还原性能是决定其甲烷催化燃烧反应活性的重要因素之一.     

Synthesis, micro structure, and thermal stability of side chain liquid crystalline polysiloxane polymers with an oligo (ethylene oxide) unit in the side chain

A series of new alkene monomers [MS3BDBEn, n=1-3] containing 4-oligo (ethylene oxide) monomethyl ether 4-biphenyl ether carboxyl benzoate as terminal groups were synthesized. These polymers were prepared by grafting these monomers onto the poly (methylhydrosilox-ane) (PMHS) backbone. The transition temperatures, liquid crystalline textures, and thermal stability of the polysiloxane polymers have been determined by thermal data, by optical texture, and by X-ray diffraction patterns. Polymers PS3BDBEn showed smectic or smectic and nematic phases which were not analogous to their precursor nematic monomers. The terminal length of the polymers affects not only the mesophase transition temperatures but also the layer-spacing length (d₁) and the side-chain distance (d₂). The long- and short-range orders can remain to some extent above the isotropization temperature and below the melting point. The polymer PS3BDBE3 decomposed in air 20°C above the isotropization temperature and lost its short range orders as detected by the X-ray diffraction analysis.     

2-甲基呋喃分子激发态超快非绝热动力学

Excited-state dynamics of 2-methyl furan has been studied by femtosecond time-resolved photoelectron imaging. The molecule 2-methyl furan was simultaneously excited to the n=3 Rydberg series of S₁[¹A"(π3s)], ¹A'(π3p_x), ¹A"(π3p_y) and ¹A"(π3p_z) and the valence state of ¹A'(ππ^*) by two 400 nm photons and subsequently probed by two 800 nm photons. The average lifetime of the Rydberg series and the valence state was measured to be on the time scale of 50 fs by the time-dependent ion yield of the parent ion. Ultrafast internal conversions among these excited states were observed and extracted from the time-dependences of the photoelectron kinetic energy components of these excited states in the photoelectron kinetic energy spectra. Furthermore, it is identified that the ¹A'(ππ^*) state might play an important role in internal conversions among these excited states. The Rydberg-valence mixings, which result in numerous conical intersections, act as the driving force to accomplish such ultrafast internal conversions.     

简单的配体改变调控钌配合物催化还原CO2的活性：硼基配体的对位效应和Ru―H键的性质

开发高效的催化剂用于催化还原CO₂转化为甲酸和它的盐类已经成为研究的热点,是因为将CO₂转化为C1产物不仅可以解决CO₂的含量升高带来的环境问题,还可以解决化石能源燃烧日趋严重的问题。贵金属配合物催化CO₂转化为甲酸和甲酸盐类是目前这类反应最有效的方式,尤其是Ru、Ir和Rh等贵金属。我们之前的研究结果表明Ir(Ⅲ), Ru(Ⅱ)类配合物催化还原CO₂转化为甲酸盐的活性是由配合物Ru―H键的成键性质决定的。它们能高活性的催化CO₂是由于它们都含有同一种特点的Ru―H键,是由Ru的sd²杂化轨道和H的1s轨道杂化而成的,而且这一特点可以被活性氢的对位配体显著影响。鉴于硼基配体具有强的对位效应,我们基于高活性的均相催化剂Ru(PNP)(CO)H₂ (PNP = 2, 6-二(二叔丁基磷甲基)-吡啶)设计了Ru-PNP-HBcat和Ru-PNP-HBpin,并计算了二者催化还原CO₂的活性。Bcat和Bpin配体是实验上常用的硼基配体。我们的计算结果表明Ru-PNP-HBcat和Ru-PNP-HBpin有比Ru-PNP-H₂更长的Ru―H键、亲核性更强的活性氢,其Ru―H键中的Ru原子的d轨道杂化成分的贡献也比Ru-PNP-H₂的更少。相应地Ru-PNP-HBcat和Ru-PNP-HBpin活化CO₂的能垒比Ru-PNP-H₂低。而且Ru-PNP-H₂、Ru-PNP-HBcat和Ru-PNP-HBpin催化CO₂转化为甲酸盐的能垒分别为76.2、67.8、54.4 kJ∙mol^-1,表明Ru-PNP-HBpin具有最高的催化活性。因此,钌配合物催化还原CO₂的活性可由硼基配体强的对位效应和Ru―H键的成键性质来调控。     

电势诱导的N-异丁酰基-L-半胱氨酸分子在金(111)表面的相转变

Functional solid substrates modified by self-assembled monolayers (SAMs) have potential applications in biosensors, chromatography, and biocompatible materials. The potential-induced phase transition of N-isobutyryl-L-cysteine (L-NIBC) SAMs on Au (111) surfaces was investigated by in-situ electrochemical scanning tunneling microscopy (EC-STM) in 0.1 mol·L^-1 H₂SO₄ solution. The NIBC SAMs with two distinct structures (α phase and β phase) can be prepared by immersing the Au (111) substrate in pure NIBC aqueous solution and NIBC solution controlled by phosphate buffer at pH 7, respectively. The as-prepared α phase and β phase of NIBC SAMs show various structural changes under the control of electrochemical potentials of the Au (111) in H₂SO₄ solution. The α phase NIBC SAMs exhibit structural changes from ordered to disordered structures with potential changes from 0.7 V (vs saturated calomel electrode, SCE) to 0.2 V. However, the β phase NIBC SAMs undergo structural changes from disordered structures (E < 0.3 V) to γ phase (0.4 V < E < 0.5 V) and finally to the β phase (0.5 V < E < 0.7 V). EC-STM images also indicate that the phase transition from the β phase NIBC SAMs to the α phase occurs at positive potential. Combined with density functional theory (DFT) calculations, the phase transition from the β phase to the α phase is explained by the potential-induced break of bonding interactions between ——COO^- and the negatively charged gold surfaces.