多手性中心联萘-2-芳甲羟基-2'-醇(Ar-BINMOLs):一类可应用于不对称催化反应的新型手性配体

近年来,我们基于1,1'-联萘基-2,2'-二酚(BINOL)为手性源成功地发展了一类多手性中心化合物联萘-2-芳甲羟基-2'-醇(Ar-BINMOLs),它是BINOL的单苄醚化合物经过不对称[1,2]-Wittig重排合成得到的,涉及C—O键的断裂与新C—C的构建反应,由轴手性诱导产生新的碳手性中心,结构独特新颖,同时具有C2轴手性和sp3碳手性的光学纯醇酚类化合物.目前,Ar-BINMOLs作为新型手性配体应用于不对称催化反应已有不少的报道.基于BINOL衍生物以及近几年Ar-BINMOLs及其衍生物的研究进展,重点阐述了其作为新型手性配体或手性骨架在不对称催化反应中的应用研究进展.     

新型产氢催化剂的合成及其光催化产氢性能研究

<正>太阳能光解水制氢被认为是人类解决能源危机的有效途径之一,高效稳定廉价产氢催化剂的研究一直是太阳能光解水制氢领域的难点和热点。本论文设计合成了多种类型的产氢催化剂,在多组分体系中研究了催化剂活性与结构间的依赖关系。主要研究结果如下:1.设计合成了两种双核Rh配合物[Rh2(bpy)2(μ-O2CCH3)2]2+和[Rh2(phen)2(μ-O2CCH3)2]2+,     

茚环3-位手性基团取代的桥联二茚锆络合物合成及表征

将(+)-新孟基和(+)-异莰基引入茚环结构中,合成得到三个茚环3-位手性基团取代的桥联二茚配体化合物1a~3a.利用这些配体化合物的二锂盐与四氯化锆反应,最终分离得到两个C2-对称的亚乙基桥联取代二茚锆络合物2b和3b,相应具类内消旋结构、C1-对称的锆络合物2c和3c未能分离得到纯品.所有配体化合物和络合物均通过1H NMR、13C NMR、元素分析(或HRMS)的鉴定.对络合物2c进一步用X射线单晶衍射测定了晶体结构.2c属正交晶系,其空间群为P2(1)2(1)2(1),晶胞参数a=10.946(4),b=13.377(4),c=24.294(8),α=β=γ=90°,Mr=694.94,V=3557(2)3,Dc=1.298 g/cm3,Z=4,F(000)=1464,μ=0.486 mm-1,R=0.0296,wR=0.0683[I2σ(I)].     

用CdSe/ZnS量子点提高体异质结有机太阳电池的效率

通过掺杂吸收光谱在可见光波段的量子点可提高聚合物对可见光的吸收,因此掺杂CdSe/ZnS核-壳结构量子点(CQDs)能提高聚(3-己基噻吩):[6,6]-苯基-C61-丁酸甲酯(P3HT:PCBM)体异质结太阳电池的能量转换效率.本文研究了CdSe/ZnS量子点在P3HT:PCBM中的不同掺杂比例及其表面配体对太阳电池光伏性能的影响,优化器件ITO(氧化铟锡)/PEDOT:PSS(聚(3,4-乙撑二氧噻吩:聚苯乙烯磺酸)/P3HT:PCBM:(CdSe/ZnS)/Al的能量转换效率达到了3.99%,与相同条件下没有掺杂量子点的参考器件ITO/PEDOT:PSS/P3HT:PCBM/Al相比,其能量转换效率提高了45.1%.     

具有酰胺键的离子负载双(三氟乙酰氧基)碘苯对乙酰苯胺类化合物的乙酰氧基化反应

以氯乙酰氯、N-乙基对碘苯胺为原料,经酰化反应合成了N-乙基-N-(4-碘苯基)氯乙酰胺,接着与1-甲基咪唑反应,随后在水溶液中和四氟硼酸钠发生阴离子交换,合成了四氟硼酸1-甲基-3-(N-乙基-4-碘苯氨基甲酰甲基)咪唑鎓盐,该四氟硼酸盐在过氧化氢/三氟乙酸酐体系中氧化得到一种新的离子负载的双(三氟乙酰氧基)碘苯试剂四氟硼酸(1-甲基-3-{N-乙基-4-[双(三氟乙酰氧基)碘]苯氨基甲酰甲基}咪唑鎓盐)。所合成的碘苯试剂没有吸湿性,在空气中长期放置不变质。以这种新试剂为氧化剂,室温下乙酰苯胺及其衍生物与乙酸区域选择性地发生乙酰氧基化反应,产率较高。该离子负载型碘苯试剂可回收后再生,而再生试剂用于乙酰氧基化反应时活性几乎保持不变。     

乙酰丙酮氧钼催化的苯乙烯双羟化反应

以钼酸铵与乙酰丙酮反应生成催化剂乙酰丙酮氧钼MoO2(acac)2,考察了反应溶剂、氧化剂存在形式、不同助催化剂、反应温度、底物配比和催化剂量对苯乙烯双羟化反应的影响。在优化的反应条件下,以过氧叔丁醇为氧化剂得到苯乙烯双羟化反应的转化率、化学选择性和分离产率分别为85.2%、70.7%和53.3%。并探讨了可能的催化机理以及改进方向。     

两个可调的四核铜Schiff碱配合物:自组装、晶体结构和抗癌活性

通过水热反应制备了2个中心对称的四核铜Schiff碱配合物[Cu_4(H_2O)_2(μ-Brsth)2(μ_3-Brsth)_2](1)和[Cu_4(H_2O)_2(Brsth)_2(μ-Brsth)_2(μ2-4,4′-bipy)_2](2),其中H2Brsth为5-溴水杨醛缩噻吩-2-甲酰腙。2个配合物晶体属单斜晶系,空间群分别为P21/c和C2/c。2个配合物中所有的铜原子都是五配位,但每个配合物中4个Cu(Ⅱ)都处于2种类型的四方锥配位环境。在配合物1中4个铜原子被4个Schiff碱配体的酚盐氧分别以μ3-O和μ-O方式桥联形成椅式{Cu_4O_4}单元,而在配合物2中2对铜原子分别被2个Schiff碱配体的酚盐氧μ-O和2个桥联的μ2-4,4′-联吡啶连接形成环状的四核结构。体外抗癌活性的研究结果表明,配合物1和2对人肝癌细胞HEPG2均有较强的增殖抑制作用。     

甲醇一步催化转化制甲缩醛和甲酸甲酯的双功能催化剂

甲醇是重要的基础化工原料,随着全球甲醇产能过剩,将甲醇催化转化为高附加值的甲醇下游化学品具有重要意义,其中甲醇一步催化转化为甲缩醛(DMM)和甲酸甲酯(MF)等高附加值甲醇下游化学品备受人们的关注,而这一过程中的双功能催化剂是关键。本文对近几年来甲醇催化转化一步合成甲缩醛和甲酸甲酯的双功能催化剂体系进行了总结和评述,特别是对贵金属催化体系、金属氧化物催化体系、杂多酸催化体系等双功能催化剂的催化作用和产物分布特点进行了仔细分析,以期对甲醇催化转化一步合成甲缩醛和甲酸甲酯的工艺放大提供一些参考。     

环境友好型离子液体催化环氧丙烷反应合成丙二醇醚

丙二醇醚类化合物是性能优良的精细化学品,也是环保型高级溶剂.该类化合物具有两个强溶解性功能基团—醚键和羟基,前者具有亲油性,可溶解疏水性物质,后者具有亲水性,可溶解亲水性物质,因而丙二醇醚具有很强的溶解能力,素有"万能溶剂"之称,可广泛应用于涂料、油墨、油漆、印刷、电子化学品、染料、净洗和纺织等行业.丙二醇醚类化合物目前主要由环氧丙烷和低级脂肪醇反应合成,然而,由于环氧丙烷的位阻效应,使其在酸或碱的条件下开环的位置会不同,从而得到不同的醇醚产物.由于碱催化的醇醚产物更加环境友好,因而越来越被人们所关注.工业上丙二醇醚合成多采用传统的强碱性催化剂醇钠以及氢氧化钠,腐蚀性强,产生的废液量大.本文采用环境友好的非卤素离子液体作为催化剂,研究了其催化环氧丙烷醚化合成丙二醇醚的反应特性.本文采用两步法合成了一系列环境友好的醋酸类碱性功能化离子液体,并在温和的条件下将其用于催化环氧丙烷与醇反应合成丙二醇醚.结果表明,该类离子液体可以高效催化该反应的进行.利用紫外-可见光谱测定Hammett指数来表征实验中所用离子液体的碱强度,并构建了离子液体碱性与催化活性之间的关系.结果表明,离子液体的催化性能和其碱性密切相关,随着离子液体碱性的增加,催化活性增强,其中咪唑醋酸类离子液体碱性强于季胺类,表现出优异的催化性能.离子液体的碱性明显弱于NaOH,但却呈现出更优异的催化性能.相同反应条件下,EmimOAc离子液体作为催化剂,PO的转化率分别较NaOH高出20%–30%,选择性略高于NaOH,这可能是由于二者催化机理不同造成的.传统NaOH催化机理的关键步骤是醇在碱性催化剂的作用下去质子化形成电子供体烷氧根离子,促进环氧丙烷的开环加成.而本文提出了离子液体亲电亲核双活化作用机理,即离子液体在阴阳离子之间的氢键和电荷相互作用的共同作用下,促进环氧丙烷开环和醇的去质子化,形成相应的反应中间体.通过电喷雾质谱分析手段检测到了阴阳离子通过协同作用亲电亲核催化过程中的反应中间体,证明了该假设机理的可行性.此外,还考察了催化剂浓度、醇比、反应温度以及醇的空间位阻效应对反应的影响.以EmimOAc催化合成丙二醇丁醚为例,反应的转化率随催化剂浓度的增加而增大,在催化剂添加量1%(催化剂与PO的摩尔比)时,PO转化率达到最大值为98.2%,1-丁氧基-2-丙醇的选择性为86.4%.当正丁醇与环氧丙烷的摩尔比为3时,转化率最高为88.6%,选择性高达94%.该反应为放热反应,最适反应温度约为140 oC,此时转化率高达96.5%.在环氧丙烷和不同的低碳醇合成丙二醇醚的反应中,反应物醇的碳链越短,支链越少,催化反应效率越高.     

m-6-m型Gemini双季铵盐表面活性剂与DNA的相互作用

合成了5种m-6-m型Gemini双季铵盐表面活性剂,在对产物结构和表面活性进行分析的基础上,分别采用紫外分光光度法和荧光分光光度法考察了m-6-m型Gemini双季铵盐表面活性剂与DNA的相互作用.结果表明,m-6-m型Gemini表面活性剂的CMC随烷基疏水链的增长呈逐渐下降趋势.几种表面活性剂均没有使DNA的紫外吸收峰发生红移或蓝移现象,说明复合物无嵌插作用或氢键形成,表面活性剂与DNA作用后的吸光度随表面活性剂浓度的增大而增强,当表面活性剂的浓度相同时,吸光度随疏水链的增大而逐渐减弱.Gemini表面活性剂浓度增大导致荧光强度降低,表面活性剂与DNA作用时的猝灭为静态猝灭,随着疏水链长度的增长,荧光猝灭常数降低,表面活性剂与DNA之间的作用力减弱.