吲唑、3-卤代吲唑互变异构反应机理的理论研究

The molecular structures of indazole and 3-halogeno-indazole tautomers were calculated by the B3LYP method at the 6-311G** level, both in the gaseous and aqueous phases, with full geometry optimization.The geometry and electronic structure of the tautomers of indazole, 3-halogeno-indazole and their transition states were obtained. The Onsager solvate theory model was employed for the aqueous solution calculations.The results of the calculation indicated that the N1-H form of the studied molecule is more stable than that of the N2-H form. The influences of the different 3-halogeno and solvent effects on the geometry, energy,charge and activation energy were discussed. The reaction mechanism of the tautomerization of indazole and 3-halogeno-indazole was also studied and a three-membered cyclic transition state of the tautomer reaction has been obtained.     

Mo/MCM-22分子筛碳化钼活性中心结构及甲烷活化机理的密度泛函理论研究

 应用密度泛函理论研究了Mo/MCM-22分子筛上碳化钼活性中心的几何结构和电子结构,以及甲烷在该活性中心上的活化机理. 设计了两种结构的活性中心模型: Mo(CH2)2(模型A)和Mo(CH)CH2(模型B); 它们都嫁接在MCM-22分子筛超笼边缘的T4位的Brnsted-酸性位上,用3T簇模型代替分子筛的骨架,对所设计的模型进行了几何结构优化和电子结构分析. 结构优化结果显示, Mo与CH2端基以双键结合,键长为0.18～0.19 nm, 而Mo与CH端基以叁键结合,键长为0.17 nm. 通过自然键轨道分析,证明中心钼原子以配位键与骨架氧原子结合. 根据前线分子轨道的分析,预测了甲烷活化反应将发生在甲烷分子的HOMO和钼活性中心的LUMO之间,即 C-H 键的电子流向 Mo-C 键的π*轨道. 甲烷 C-H 键发生异裂, H+和H3C-基团分别与 Mo-C 键上的Mo和C成键. 在模型A上,甲烷活化反应的活化能为119.97 kJ/mol; 在模型B上,甲烷的H原子可以分别结合到CH2端基和CH端基上,对应的活化能分别为91.37和79.07 kJ/mol.     

2,6-二巯基嘌呤质子转移异构化的密度泛函理论研究

采用密度泛函B3LYP方法, 在6-311＋G(d,p)基组水平上对2,6-二巯基嘌呤质子转移引起的硫醇式与硫酮式互变异构反应进行了计算研究, 获得了互变异构过程的反应焓、活化能、活化吉布斯自由能和质子转移反应的速率常数等性质. 计算结果表明, 2,6-二巯基嘌呤无论是孤立分子还是一水合物, 其二硫酮式R是最稳定异构体. 由二硫酮式通过分子内质子转移向二硫醇式异构化共有6条反应通道, 其主通道(1)速控步骤的活化能为139.1 kJ•mol^－1, 速率常数为2.16×10^－12 s^－1; 当水分子参与反应以双质子转移机理异构化时, 活化能显著降低, 有利于硫酮式向硫醇式转变, 其主通道(7)速控步骤的活化能为61.3 kJ•mol^－1, 速率常数为1.33×10 s^－1. 计算结果还表明, 氢键作用在增大2,6-二巯基嘌呤氢键一水合物稳定性、降低质子转移异构化反应活化能等方面起着重要的作用.     

2,8(4,6)-二取代半瞬烯及其BCO衍生物的Cope重排

运用从头计算量化方法计算了一系列Cope重排的2,8(或4,6)-二取代半瞬烯(1和2), 以及2,8:4,6-四取代半瞬烯(3和4)的过渡态结构、活化能、能量差和核独立化学位移. 在2,8(或4,6)-二取代半瞬烯体系里, π电子基均使得Cope重排向2进行, 这与Hoffmann早年对此的定性预测相反. 它们的过渡态是离域双同芳香性的. 本文重点讨论了π电子基与BCO共同取代的2,8:4,6-四取代半瞬烯体系, 由于BCO的稳定效应和π电子基共轭效应, π电子基均使得结构4具有优先稳定性, 其Cope重排活化能也大大降低甚至消除. 随着卤素主量子数的变化, 它们的取代半瞬烯Cope重排相关参数也有相应的规律性变化.     

煤与生物油的成浆性能研究

利用不同煤种的煤和生物油制备了不同浓度的生物油煤浆,考察了生物油煤浆的成浆浓度、表观黏度、流变特性和稳定性。结果表明,生物油煤浆是具有一定屈服应力的非牛顿流体,其流变特性可用宾汉姆方程来描述;生物油煤浆的屈服应力和表观黏度都随着固体浓度的增加而增大;随着剪切速率的增加,生物油煤浆的表观黏度减小;四种煤中,无烟煤的成浆浓度最高,可达42%,其含碳量高达49%,相当于同种煤制成的74%的水煤浆含量。烟煤次之,褐煤最低;生物油与煤粉之间能够形成絮凝性的大分子网络结构,使得生物油煤浆存在屈服应力并能够保持良好的静态稳定性,4.0~5.0 d天没有软沉淀产生,数月没有硬沉淀产生。     

278.15～318.15 K下葡萄糖在盐酸中的体积性质

测定了278.15～318.15 K(间隔10 K)下葡萄糖＋HCl＋水三元体系的密度, 计算了葡萄糖在盐酸(浓度0.2～2.1 mol•kg^–1)中的表观摩尔体积V_Φ,G、标准偏摩尔体积V⁰_Φ,G、葡萄糖-HCl在水中的体积对相互作用参数V_EG和标准偏摩尔膨胀系数(∂V⁰_Φ,G/∂T)_p. 结果表明: (1)葡萄糖在盐酸中的表观摩尔体积随葡萄糖和HCl的浓度的增加而线性增大; (2) V⁰_Φ,G随HCl的质量摩尔浓度的增加而线性增大; (3)葡萄糖与HCl在水溶液中的体积相互作用参数V_EG＞0, 但数值对温度变化不甚敏感; (4)葡萄糖在水和盐酸中的V⁰_Φ,G值随实验温度的变化关系均可表示为: V⁰_Φ,G＝a₀＋a₁(T－273.15 K) ^2/3; (5) (∂V⁰_Φ,G/∂T)_p为正值且随温度的升高而减小; 在一定温度下, 其值随HCl浓度的增加而稍稍减小. 糖的水化程度随温度的升高和HCl的浓度的增加而减小. 用结构相互作用模型对葡萄糖与HCl之间的体积相互作用进行了解释.     

偶氮型光致变色液晶树状大分子的量子产率、异构转化率和活化能研究

研究了化合物端基含36个己氧基偶氮苯介晶基元的二代(G2)光致变色液晶树状大分子在氯仿及四氢呋喃溶液中的量子产率、吸收光强Ia、活化能E、异构转化率A/A0、热回复异构化速率常数kH及其反/顺异构体组分比A′/A′0,并与一代光致变色液晶碳硅烷树状大分子(G1)及介晶基元化合物(M3)的光化学行为进行了比较.在氯仿及四氢呋喃溶液中的量子产率的顺序均为M3>G1>G2,吸收光强Ia在氯仿及四氢呋喃溶液中的顺序分别为G2>G1>M3(氯仿)和M3>G1>G2(四氢呋喃),在氯仿及四氢呋喃溶液中活化能的顺序均为M3>G2>G1,在氯仿及四氢呋喃溶液中热回复异构化速率常数kH的顺序均为G1>G2>M3,在热回复异构化反应中的反/顺异构体组分比A′/A0′在氯仿及四氢呋喃溶液中的顺序均为G2>G1>M3.     

四苯基卟啉蒽醌化合物的质子化热力学

表观质子化常数;电子吸收光谱;PM3;四苯基卟啉蒽醌化合物的质子化热力学     

极谱过程温度效应的研究(Ⅲ)——催化反应速率常数和反应活化能的测定

催化反应在极谱分析中的应用及反应速率常数的测定已有报道。通常根据Koutecky公式计算催化反应速率常数,而反应活化能则由不同温度下测定的速率常数,按照Arrhenius公式计算。我们根据前文提出的可逆、不可逆、准可逆、动力和催化过程各种极谱电流——温度关系的普遍方程式,测定了Ti(Ⅳ)-H_2SO_4H_2C_2O_4-KClO_3、Mo(Ⅳ)-H_2SO_4-NaNO_3、Mo(Ⅵ)-H_2SO_4-NH_4NO_3体系催化反应速率常数和反应活化能(或表观活化能),结果令人满意。