A robust ethane-trapping metal-organic framework for efficient purification of ethylene

Owing to the similar physicochemical properties between ethane(C₂H₆)and ethylene(C₂H₄),obtaining polymerization-grade C₂H₄(≥99.95%pure)is still a tricky problem in the petrochemical industry.Here,we report a robust scandium-based metalorganic framework(Sc BPDC),which is connected by oxygen-rich phenyl ligand with exceptionally high thermal stability(up to873 K)and capacity of C₂H₆(4.94 mmol/g at 100 k Pa and 283 K),exhibiting superior separation performance of C₂H₆/C₂H₄ mixture(the IAST selectivity is up to 1.7 at 283 K).Importantly,Sc BPDC can produce 8.96 L/kg C₂H₄ with≥99.99%purity while the C₂H₄/C₂H₆(50:50,v/v)as the mixture injection and the low isosteric heat of Sc BPDC(16.4 k J/mol for C₂H₆)validates the facility of adsorbent regeneration.Furthermore,theoretical calculations demonstrate the C₂H₆ molecules are trapped in the nonpolar pore surface via C–H···πand C–H···O interactions between multiple hydrogen atoms of C₂H₆ and the host framework.     

有玻璃态和液晶态的胆甾烯基苯并菲的合成及介晶性

将盘状液晶基元苯并菲与手性向列型液晶基元胆甾烯基结合的化合物, 可望出现全新的性质. 合成了含有胆甾烯基的苯并菲化合物C₁₈H₆(OC₅H₁₁)₅(OC₅H₁₀COOCh) (2), 2,7-C₁₈H₆(OC₅H₁₁)₄(OC₅H₁₀COOCh)₂ (4), C₁₈H₆(OR)₃(OC_nH_{2nCOO- Ch)3 (R＝C5H11, C7H15, C9H19, C11H23, n＝1, 5, 10) (6a～6f), C18H6(OC5H10COOCh)6 (Ch: cholesteryl) (8). 偏光显微镜和差示扫描量热法对这些化合物的热致介晶性研究结果显示, 化合物 4, 6a～6e具有手性盘状向列相和玻璃态, 8呈现近晶B相(SB)和玻璃态. 随间隔基长度n和烷基链R碳原子数的增加, 化合物玻璃化温度和清亮点呈下降趋势. 随着胆甾烯基数目减少, 化合物的玻璃化温度和清亮点降低.}     

含全氟烃基的联苯酯类液晶的合成及其介晶性

全氟烃或半氟烃链无手性液晶化合物可能呈现铁电液晶性, 具有较大的学术及应用价值而受到研究人员的重视. 合成了全氟己基苯甲酸联苯酯类液晶化合物: ROC₆H₄C₆H₄O₂CC₆H₄C₆F₁₃ (3a～3e), C₃H₇C₆H₄C₆H₄O₂CC₆H₄C₆F₁₃ (6a)及其烃衍生物. 用差示扫描量热法(DSC)和偏光显微镜(POM)对其介晶性研究发现: 烃衍生物呈有序度较低的向列相, 熔点较高, 清亮点较低, 液晶相较窄. 全氟烃基取代的化合物出现多个有序度较高的近晶相, 熔点较低, 清亮点高, 介晶相温度范围宽.     

Kishner-Wolff改良法——Ⅹ.邻芳族羟基羰基化合物的还原

研究了邻芳族羟基羰基化合物的Kishner-Wolff改良法还原,并讨论了它们的反应机制.萘酚系羰基化合物5与6中的R为H或C₆H₅(5a、6a、6b)时,还原后得高得率的正常还原物;如R为C₆H₅CH₂,C₆H₆CH₂CH₂(5b、5c、6c),则除得正常还原物外,还得含氮环化物;如R为CH₃、CH₃CH₂、CH₃CH₂CH₂、(CH₃)₂CH(5d～g),则同时得正常还原物及含氮环化物,增加R中碳原子数,似乎使正常还原物减少,而含氮环化物增加.当R为CH₃(CH₂)₆(5h),则仅得含氮环化物.苯酚系羰基化合物7中的R为烷烃基或芳族基时,均得高得率的正常还原物.     

二(β-羟亚胺)二氯化钛配合物的合成及催化乙烯聚合

报道了3个β-羟亚胺配体(2,6-^emPr₂C₆H₃)N＝C(Ph)CH₂CH(Ph)OH(1a), (2,6-^emPr₂C₆H₃)N＝C·(Ph)CH₂C(Ph)₂OH(1b)和(2,6-^emPr₂C₆H₃)N＝C(Ph)CH₂C(C₁₂H₈)OH(1c)及其二(β-羟亚胺)二氯化钛配合物[(2,6-^emPr₂C₆H₃)N＝C(Ph)CH₂CH(Ph)O]₂TiCl₂(2a), [(2,6-^emPr₂C₆H₃)N＝C(Ph)CH₂C(Ph)₂O]₂·TiCl₂(2b)和[(2,6-^emPr₂C₆H₃)N＝C(Ph)CH₂C(C₁₂H₈)O]₂TiCl₂(2c)的合成, 并对其结构进行了表征. 在助催化剂甲基铝氧烷(MAO)作用下, 以化合物2b为主催化剂, 研究了Al/Ti摩尔比、 反应时间、 温度和聚合压力等对乙烯聚合的影响, 发现该催化体系在较宽的反应条件下均可得到很高分子量的聚乙烯, 熔点均在140℃左右. 以化合物2a~2c为主催化剂对乙烯进行催化聚合, 发现在β碳位上取代基的立体位阻对催化剂活性有很大影响. 当化合物2b上引入2个苯基取代基时, 催化剂显示出最佳催化活性.     

亚乙基桥联双茚锆、铪配合物的合成及催化丙烯选择性齐聚研究:茚环3-位取代基的影响

设计并合成了12个亚乙基桥联双茚类锆、铪配合物meso-/rac-1～7[ansa-C₂H₄-(3-R-4,7-Me₂-C₉H₃)₂MCl₂:M=Zr R=ⁿBu (meso-/rac-1),ⁱPr (meso-2),CH₂Cy (meso-/rac-3),Bn (meso-/rac-4),CH₂C₆H₄(4-CH₃)(meso-/rac-5);M=Hf,R=CH₂C₆H₄(4-CH₃)(meso-/rac-7);ansa-C₂H₄-{2-Me-3-Bn-5,6-[1,3-(CH₂)₃]C₉     

UTSA-280的氨改性以及C2H4/C2H6分离性能研究

炼厂干气中回收乙烯是扩宽C₂H₄来源的有效途径,但C₂H₄和C₂H₆物理性质和分子尺寸非常接近,分离困难.金属有机骨架材料（MOFs）近年来在低碳烃分离领域展现出广阔的前景.本工作采用氨吸附改性调节UTSA-280的结构,通过一维直孔道大小的调节实现C₂H₄/C₂H₆的高效分离.改性后的UTSA-280具有独特的超微孔结构能提升C₂H₄的吸附,而完全不吸附稍大的C₂H₆,实现理想的C₂H₄/C₂H₆吸附选择性（>1000）.结果表明,改性后的UTSA-280的C₂H₄吸附量可提高至2.83 mmol/g,与未改性的材料相比增加29%,并且能阻挡C₂H₆的吸附,最终达到>1200的C₂H₄/C₂H₆选择性.蒙特卡罗分子模拟（GCMC）计算C₂H₄/C₂H₆混合气体（1：1）的吸附得出,改性后UTSA-280孔内的C₂H₄吸附相比于C₂H₆具有更多的吸附分布.通过C₂H₄/C₂H₆混合气体穿透实验测试,改性后的UTSA-280材料能展现出48 min以上的分离时间,相比于未改性的材料,分离性能提升近1倍.     

High Temperature Iron Ethylene Polymerization Catalysts Bearing N,N,N'-2-(1-(2,4-Dibenzhydryl-6-fluorophenylimino)ethyl)-6-(1-(arylphenylimino)ethyl)pyridines

The N,N,N’-ferrous chloride complexes,[2-{CMeN(2,4-(CHPh)₂-6-FC₆H₂)}-6-(CMeNAr)C₅H₃N]FeCl₂(Ar=2,6-Me₂C₆H₃ Fe1,2,6-Et₂C₆H₃Fe2,2,6-ⁱPr₂C₆H₃ Fe3,2,4,6-Me₃C₆H₂ Fe4 and 2,6-Et₂-4-MeC₆H₂ Fe5),each possessing one N-2,4-dibenzhydryl-6-fluorophenyl group,were readily...     

乙硼烷离子和自由基结构的量子化学研究

用B₃LYP/6-311G(d,p)密度泛函方法对B₂H₅⁺阳离子和B₂H₅^·自由基的几何异构体的空间构型进行了优化,并在此基础上用QCISD(T)/6-311++G(3df,2p)偶合簇法进行了单点能计算和零点能校正.结果表明,B₂H₅⁺单态有2种稳定的几何构型(D_3h,C₁),其中C₁构型是新发现的.B₂H₅⁺三重态阳离子除已知C_s构型外,又发现两种稳定构型(C₁).对于B₂H₅^·自由基体系,共有4种异构体(包括两种新发现的构型C_s),其中,具有单桥结构的C_2v最稳定.用二级多体微扰理论和密度泛函方法对前人所认为稳定的B₂H₅⁺单态的C_2v构型进行了全优化,结果发现该构型始终具有一个虚频,不是稳定构型.对B₂H₅^-阴离子体系的单态和三重态进行的全优化,理论上得出单态时具有C_2v和C_s两种稳定构型,而三重态只有C_2v一种稳定构型.     

噻吩光解反应机理的理论研究

使用密度泛函理论(DFT)中的B3LYP方法, 采用6-31G**和6-31＋＋G**基组, 对噻吩的光解反应进行了理论研究. 对照实验结果, 我们研究了五个光解通道, 包括生成C₄H₄＋S, C₂H₂＋C₂H₂S和CS＋C₃H₄的三个闭壳层分子解离通道与生成HCS＋C₃H₃和HS＋C₄H₃的自由基解离通道. 各个可能的反应通道的产物碎片的具体形式得到了确认. 研究发现在基态生成C₂H₂＋C₂H₂S和在最低三态生成C₄H₄＋S的反应从能量上考虑最为有利, 而实验上观测到的主要产物C₂H₂＋C₂H₂S主要是在基态上产生的. 通过对比实验结果与计算结果, 我们认为噻吩光解反应机理与所用激发光波长有关.     

开环茂金属成环及氢分子消除反应机理的理论研究

采用密度泛函方法(DFT)在M06-2X/def2-TZVPP//B3LYP/def2-TZVPP+ZPE水平下, 对以开环的(η⁵-C₅H₇)₂Ru为前驱体生成闭环(η⁵-C₅H₅)₂Ru的各种可能的反应路径进行了详细的研究. 最终确定其反应机理为: (η⁵-C₅H₇)₂Ru的一个η⁵-C₅H₇发生端碳成键的成环反应形成(η³-C₅H₇)Ru(η⁵-C₅H₇), 经过两步氢原子迁移到Ru原子上, 之后脱掉一个氢气分子形成(η⁵-C₅H₅)Ru(η⁵-C₅H₇), 而后另一个η⁵-C₅H₇再重复成环并进行两步氢迁移以及氢气分子消除而得到最终的产物(η⁵-C₅H₅)₂Ru.     

咔唑及其衍生物的质谱研究

本文报道咔唑和十三个N-取代咔唑衍生物(R=CH₃,C₂H₅,n-C₃H₇,n-C₄H₉,n-C₅H₁₁,n-C₆H₁₃,n-C₇H₁₅,CH₂CH₂Cl,CH₂CH₂Br,CH(CH₃)₂,CH=CH₂,CH₂CH=CH₂和CH₂C₆H₅)的质谱裂解过程。结果表明:1.这些化合物都显示分子离子峰,它们的相对丰度似有随R链的增长而减弱的趋势;2.当R为碳原子数大于1的直链烷基时,各化合物的质谱中都有相同的、以m/z180和m/z167为母离子的两个碎片离子系列,即m/z180;152,127,90和m/z167,166,140,139,115,113;3.当R为乙烯基时,重排断裂是主要途径;而R为烯丙基时,断裂方式与直链烷基衍生物的相同,但α-断裂是主要的;4.R为CH₂CH₂Cl和CH₂CH₂Br时,β-断裂也有一定几率;R为CH₂C₆H₅时,主要的断裂过程是产生m/z91的(艹卓)鎓离子。     

氢键稳定的苯并菲盘状液晶的合成及介晶性

盘状液晶分子能自组装成高度有序的六方柱状介晶相. 其各向异性的载流子高速迁移率使其成为较理想的有机光电子材料. 采用分子间氢键锚定柱状相, 获得介晶相温度范围宽、有序度高的苯并菲盘状液晶是本研究的目的. 本文通过分子设计, 合成了3个系列, 共18个有两种不同软链的苯并菲盘状液晶化合物C₁₈H₆(OR)₅(OCH₂COOEt), C₁₈H₆(OR)₅(OCH₂COOBu)和C₁₈H₆(OR)₅(OCH₂CONHBu), 其中R＝C_nH_2n＋1, n＝4～9. 化合物的纯度和结构通过¹H NMR和元素分析确证. 化合物热稳定性通过热重分析(TGA)测定, 并显示出较高的热稳定性. 通过偏光显微镜(POM)和差示扫描量热法(DSC)对这些化合物的热致液晶性进行了研究. 结果显示对于分子中含有酰胺基的苯并菲液晶化合物C₁₈H₆(OR)₅(OCH₂CONHBu), 与具有同样软链长度的分子中不含酰胺键的化合物系列C₁₈H₆(OR)₅(OCH₂COOBu)相比较, 前者由于柱内分子间氢键的形成, 具有更高的熔点和清亮点.     

四甲基二硅桥连二(1-苯基环己基环戊二烯基)四羰基二铁的合成、结构及热重排反应研究

1,2-二(1-苯基环己基环戊二烯基)四甲基二硅烷与Fe(CO)₅在二甲苯中加热回流生成二铁化合物(Me₂SiSiMe₂)[(1-Ph-c-C₆H₁₀C₅H₃)Fe(CO)]₂(μ-CO)₂(2).通过柱层析分离到化合物2的顺反异构体2c和2t,并分别进行热重排反应,发现顺式底物2c重排生成反式重排产物[Me₂Si(c-C₆H₁₀PhC₅H₃)Fe(CO)₂]₂(3t),而反式底物2t重排则生成顺式重排产物3c.这表明重排反应是立体专一性的.通过X射线衍射分析测定了化合物2c和3t的晶体结构.     

Ru-Fe异金属化合物及其在Au表面上SAM的电化学研究

为使不对称Ru-Fe化合物能在表面上自组装形成单分子膜,对trans-RuCl(dppm)₂(C≡CFc)[Fc=C₅H₄FeC₅H₅,dppm=(C₆H₅)₂PCH₂P(C₆H₅)₂](1)进行修饰,得到Ru(dppm)₂(C≡CFc)(C≡CPhOCH₃)(2),[Ru(dppm)₂(C≡CFc)(N≡CCH₂CH₂NH₂)][PF₆](3)和[Ru(dppm)₂(C≡CFc)(N≡CCH₂CH₂NHC(O)·(CH₂)₁₀SH)][PF₆](4),并详细研究了该系列化合物的电化学性质.循环伏安结果显示出Ru周围配体得失电子能力的差别,直接影响了Ru中心的氧化-还原性,但这种影响并没有通过共轭的炔键传递到二茂铁中的Fe中心.化合物4可以在Au表面上自组装形成稳定、有序的单分子膜.还利用循环伏安法研究了单分子膜的形成过程及其表面覆盖率.     

半氟烃链苯并菲盘状液晶的合成及其介晶性

全氟烃链的憎氟效应(fluorophobic effect)可有效地促使棒状分子形成近晶相, 并稳定液晶相. 为进一步探讨氟效应对盘状分子介晶性的影响, 合成了一系列全氟酯链的苯并菲化合物C₁₈H₆(OC_nH_2n＋1)₅(OCOC₂H₄C₆F₁₃) (a), 以及另一系列相对应的不含氟化合物C₁₈H₆(OC_nH_2n＋1)₅(OCOC₈H₁₇) (b), n＝4～9. DSC检测和偏光显微镜观察显示两类化合物都为柱状相热致型液晶. 化合物a与相对应的化合物b比较, 其熔点和清亮点上升, 柱状相的热稳定性增强.     

Polyoxometalate-organic cage with {Ni4SiW9} node for photocatalytic hydrogen evolution

The design and syntheses of metal-organic cages(MOCs) based on polyoxometalates(POMs) building blocks have attracted increasing attention due to their intriguing molecular architectures and physicochemical properties. In this work, we have successfully synthesized and systematically characterized a tetrahedral polyoxometalate-based organic cage(POC), K₃Na₁₇H₁₂[(C₄H₆O₆)₆[Ni₄(OH)₃(A-α-SiW₉...     

C4H6O,C4H6S与XF (X＝F,Cl, Br)分子间卤键的电子密度拓扑研究

运用MP2/aug-cc-pVDZ方法对2,5-二氢呋喃, 2,5-二氢噻吩与XF (X＝F, Cl, Br)之间的卤键作用进行了理论研究. 研究发现: C₄H₆O, C₄H₆S与XF之间不仅存在O(S)…XF n型卤键, C＝C双键与XF分子亦可形成π型卤键|对于C₄H₆O与XF之间的n型和π型卤键以及C₄H₆S与XF之间的π型卤键, 卤键键能ΔE、键鞍点处的电子密度ρ(r_c)以及电子给体到受体之间的电子转移数Δq(XF)均按B…F₂＜B…ClF＜B…BrF (B＝C₄H₆O, C₄H₆S)的顺序依次增大|对于卤键键能较大的体系C₄H₆O…BrF(n), C₄H₆O…BrF(π), C₄H₆S…F₂(n), C₄H₆S…ClF(n), C₄H₆S…BrF(n), C₄H₆S…BrF(π), 卤键作用介于离子键和共价键之间|而对于其它的卤键键能较小的体系, 卤键作用为闭壳层静电作用.     

硅桥连双(三甲硅基环戊二烯基)钛化合物的合成及脱硅基反应

硅桥连双(三甲硅基环戊二烯基)双锂盐与TiCl₄·2THF反应,生成相应的钛化合物[E(C₅H₃SiMe₃)₂]TiCl₂[E=Me₂SiSiMe₂(3),Me₂SiOSiMe₂(5)],同时还分离到了脱一个三甲硅基的产物[E(C₅H₄)(C₅H₃SiMe₃)]TiCl₂[E=Me₂SiSiMe₂(4),Me₂SiOSiMe₂(6)].其中四甲基二硅氧桥连配体更容易发生这种脱硅基反应.通过元素分析、MS和¹HNMR谱表征了化合物3-6的分子结构.     

联苯基桥连双核茂锆化合物的合成及催化乙烯聚合

4,4′-二溴联苯与n-BuLi反应得到对-联苯基二锂,再与四甲基环戊烯酮进行羰基加成,酸催化脱水,一步得到对-联苯基桥连四甲基环戊二烯配体4-(C₅Me₄H)C₆H₄-C₆H₄(C₅Me₄H)-4(1).配体1相继与n-BuLi和ZrCl₄反应得到相应的联苯基桥连双(单茂三氯化锆)4-(C₅Me₄ZrCl₃)C₆H₄-C₆H₄(C₅Me₄ZrCl₃)-4,不经分离直接与环戊二烯基锂或茚基锂反应得到相应的双核锆化合物4-(C₅MeZrCl₂Cp′)C₆H₄-C₆H₄·(C₅Me₄ZrCl₂Cp′)-4[Cp′=C₅H₅(2),C₉H₇(3)].研究了在MAO(MethylAluminoxane)助催化下,化合物2和3对乙烯聚合的催化性能.化合物2和3都显示了非常高的催化活性,并在较高的温度下达到最高活性.