H-SAPO-18催化甲醇制烯烃反应的芳烃烃池机理：基于范德华校正的密度泛函理论研究

由于可以从非石油资源如煤、天然气、生物质等出发制备低碳烯烃,分子筛催化甲醇制烯烃(MTO)反应在学术界和工业界引起了广泛的研究兴趣. H-SAPO-34是目前表现优异性能的分子筛催化剂之一,其双烯(乙烯+丙烯)的选择性在80%以上,已经实现了工业化应用.为了提升MTO反应的选择性,以及调控乙烯丙烯的选择性之比,非常有必要从反应机理出发来优化设计新的催化剂.然而,由于MTO催化反应产物复杂多样,对MTO反应机理的认识还存在很大的争议.目前基本能够接受的是MTO催化反应沿着烃池机理进行.在此反应机理中,无机分子筛和有机烃池活性中心形成共催化剂,甲醇进攻有机活性中心生成烷基链,此烷基链断裂得到烯烃产物.目前提出的烃池活性中心主要包括多甲基苯和烯烃自身,它们分别沿着各自的循环反应网络(芳烃循环和烯烃循环)生成烯烃产物.有文献指出在H-ZSM-5分子筛中芳烃循环主要生成乙烯,而烯烃循环主要生成丙烯等产物.因此,系统研究分子筛结构对两条循环网络相对贡献程度的影响规律,从而阐述分子筛结构和MTO催化性能之间的关系具有重要的意义. H-SAPO-18是一类结构上与H-SAPO-34相类似的分子筛,其笼由八元环孔道互联.实验研究指出,其也具有优异的MTO催化性能.在本工作中,我们利用包含范德华相互作用校正的交换相关泛函(BEEF-vdW),系统研究了H-SAPO-18分子筛中的芳烃循环反应机理.所有计算用VASP程序包完成, H-SAPO-18用48T周期性结构模型表示.利用静态吸附和相互转化的自由能变化情况,我们首先确认了反应条件下H-SAPO-18中最稳定的多甲基苯的结构.计算结果指出,1,2,4,5-四甲基苯的吸附能最强,而六甲基苯是主要存在的多甲基苯组分.多甲基苯在分子筛孔道内的稳定性主要由两个相反的作用共同影响：范德华相互作用引起的吸引,以及分子筛孔道结构引起的排斥.在芳烃循环路线中,乙基侧链的增长是反应的关键基元步.吉布斯自由能分析指出芳烃循环路线中,在反应温度673 K下H-SAPO-18中的六甲基苯并不比五甲基苯,四甲基苯的活性高,这与H-SAPO-34分子筛中的结果相一致. H-SAPO-18中的四甲基苯、五甲基苯和六甲基苯的总吉布斯自由能垒分别是208,215,239 kJ/mol.六甲基苯循环路线所表现出的高反应能垒的一个原因,是由于分子筛几何限域效应引起的熵增加所致.通过与烯烃循环路线的动力学进行比较,本文芳烃循环路线动力学的工作可以为MTO催化反应机理的研究提供一些启示.     

四苯基卟啉质子化结构变化的理论研究(Ⅱ)——五氟苯基及吡咯环上氟的取代基效应

卟啉的衍生物在DNA螺旋中的嵌入并堆积具有高选择性.为考察5,10,15,20-四(五氟苯基)卟啉(TF₅-PPH₂)和2,3,7,8,12,13,17,18-八氟-5,10,15,20-四(五氟苯基)卟啉(F₂₈TPPH₂)中F取代基对质子化卟啉结构的影响,在四苯基卟啉研究的基础上,用半经验的AM₁MO方法,并进行合理的对称性限制,计算了TF₅-PPH₂和F₂₈TPPH₂及其质子化二酸(TF₅-PPH₄²⁺)和(F₂₈TPPH₄²⁺)的几种可能的构型.结果表明,由于F取代基的影响,质子化过程中的结构、键电荷布居和前线分子轨道均有明显的变化,二者的质子化二酸与溶液质子的快速交换作用也都变得更加困难.     

基于手性18-冠-6-四羧酸络合作用的毛细管电泳分离β-氨基酸对映体

以D-(-)-酒石酸和一缩二乙二醇为原料,合成了(-)-18-冠-6-四羧酸(18C6H4),并将18C6H4作为手性添加剂,应用于β-氨基酸对映体的毛细管电泳分离。考察了背景电解质溶液(BGE)中18C6H4的浓度、BGE pH值、BGE组成、有机改性剂及运行电压等因素对分离的影响。在优化的分离条件下,即BGE的组成为10 mmol/L18C6H4,10 mmol/LTris,pH2.20,紫外检测波长为254 nm,所测试的5种β-氨基酸的出峰时间均在25 min内,分离因子1.04~1.08,分离度0.46~1.52。结果表明该方法简便快速,可方便地用于β-氨基酸对映体的分离和分析。     

整合素αvβ3 靶向PET探针 18 F-c(RGDfK) 在Cu(Ⅰ)催化体系中的点击合成

通过2-叠氮乙基对甲苯磺酸酯的18F-亲核取代反应, 制备了[18F]2-氟叠氮乙烷, 并与丙炔酸修饰的c(RGDfK)反应, 采用常用的CuSO4/NaVc催化体系, 并尝试了CuI(s)和CuI/NH4OH 2种催化体系, 通过点击化学方法合成了整合素αvβ3靶向PET探针[18F]氟乙基-1,4-取代1,2,3-三唑c(RGDfK)[18F-c(RGDfK)]. 在CuSO4/NaVc的催化下, 18F-c(RGDfK)的总合成时间约为60 min, 总收率62%(从[18F]F-起计, 经过衰变校正). 实验结果表明, 点击化学方法高效便捷, 适于多肽的18F标记.     

红紫素-18的胺解反应及其叶绿素类二氢卟吩衍生物的合成

以红紫素-18甲酯为原料,与脂肪胺或者苯胺在加热回流和微波促进的条件下进行胺解反应,分别得到单酰胺化、双酰胺化和羰基亚胺化产物;同时,沿着N21-N23轴向对所得红紫素-18酰亚胺实施化学修饰,分别得到难以分离的具有阻旋异构和差向异构特征的红紫素-18酰亚胺混合物.新的二氢卟吩类衍生物均经UV,IR,1H NMR光谱、质谱及元素分析证明其结构,并对相应的胺解反应提出了可能的反应机理.     

水合硝酸钕和18C6配合物的合成与性质研究

证实了18C6和水合硝酸钕在乙腈、丙酮和无水醇中均可形成Nd(NO_3)_3·18C6和[Nd(NO_3)_3]_4[18C6]_3两种类型的配合物如果按盐、醚摩尔比≤1:1配料,室温下充分反应,必然生成1:1型配合物;如果按盐、醚摩尔比≥4:3配料,室温下充分反应,必然生成4:3型配合物。两种配合物都是固液同成分化合物。两种配合物在上述三种溶剂中的溶解度都非常小。实现了两种配合物在溶液中的相互转变,讨论了转变的条件。提出了用红外光谱和热重曲线定性鉴别两种配合物的方法。     

红紫素-18酰亚胺衍生物的合成

以脱镁叶绿酸甲酯为原料, 通过对其3-位乙烯基的氧化, 得到3-(2,2-二甲氧基乙基)-3-去乙烯基脱镁叶绿酸甲酯, 经过甲酸处理得到3-(2-氧代乙基)-3-去乙烯基脱镁叶绿酸甲酯, 选择适当的条件, 通过Grignard 反应合成了对应的3-(2-羟基烷基)-3-去乙烯基脱镁叶绿酸甲酯. 实验结果表明: 3-(2-氧代乙基)-3-去乙烯基脱美叶绿酸甲酯和Grignard试剂的反应, 只要反应条件控制得当, 13²-位的甲氧甲酰基不会脱去. 结合E环的改造, 将其转变成酸酐环进而转变成N-取代的酰亚胺环. 目标化合物的合成也可以将3-(2,2-二甲氧基乙基)-去乙烯基脱镁叶绿酸甲酯转变成N-取代的酰亚胺后, 再和Grignard试剂反应, 完成目标化合物的合成. 合成的一系列化合物具有长波长的紫外吸收. 化合物的结构变化对紫外吸收的影响作了相应的讨论. 合成的新化合物均由核磁共振、红外光谱、元素分析予以证实.     

红紫素-18酰亚胺衍生物的合成及其可见光谱的研究

选择脱镁叶绿酸 a甲酯为原料进行 3 位化学修饰和E环改造 .经 3 乙烯基的溴化氢加成和与联苯酚的亲核取代反应 ,完成了 3 位联苯氧基的引入 ;在碱性条件下 ,通过空气氧化将E环转变为环己二羧酸酐形成红紫素 18甲酯衍生物 ;所得氧化产物进而和盐酸羟胺反应 ,经胺解开环和再缩合成环构成N 羟基红紫素 18酰亚胺衍生物 ;对其羟基进行烷基化和酰基化 ,合成出N 取代红紫素 18酰亚胺衍生物 .同时讨论了化学结构变化对分子可见光谱的影响 .所合成新化合物的结构均经UV ,IR ,1 HNMR光谱和元素分析予以确认     

Yb(Cl4)3·3H2O-18C6-C2H5OH体系(25℃)的相化学研究及固态配合物的合成与性质

The solubilities of Yb(ClO₄)₃·3H₂O-18C6-C₂H₅OH ternary system at 25 were invstigated by a semimicro method for study of phase equilibrium.and the refractive indexes of saturated solutions were determined.The behavior of water in this system during the equilibrium was examined.The results indicate that there are two kinds of complexes formed in the system, their chemical compositions are: Yb(ClO₄)₃·18C6·3H₂O·2C₂H₅OH (I) and Yb(ClO₄)₃ 18C6·3H₂O·C₂H₅OH.Both are incongruently soluble in EtOH.The influences of rare earth ions and salt anions on formation of complexes were discussed.The two solid complexes have been prepared, and their composihons and properties have been investigated by chemical analysis, IR, DTG and DSC.According to the DSC, the enthalpies of some steps during the decomposition have been obtained for complexes (Ⅲ)and (Ⅳ).