P450酶活性中心催化1,2-二溴-3-氯丙烷的机理及动力学同位素效应

发展有毒物质被细胞色素P450酶催化转化途径和机理的计算毒理预测方法,对于污染物的风险评价具有重要意义.本研究通过密度泛函理论计算,揭示了细胞色素P450酶活性中心(CpdI)催化氧化1,2-二溴-3-氯丙烷(DBCP)的反应机理,并考察了动力学同位素效应的影响.结果显示,DBCP羟基化反应与烷烃羟基化反应机理存在明显差异.不同于一般的双态反应,DBCP羟基化反应是自旋选择性反应.此外,DBCP羟基化第二步反弹过程中的能垒明显的高于烷烃羟基化过程.自旋密度分析表明,DBCP羟基化反应的氢提取步骤是一个氢原子转移过程.DBCP羟基化反应具有明显的动力学同位素效应(KIE),且温度和隧道效应对KIE值具有明显的影响.本研究可为卤代烷烃类化合物的生物转化预测提供理论依据.     

烷烃和芳烃的碳—氢键催化活化

石油化工中的化学反应主要涉及烷烃和芳烃,但是,烷烃和芳烃的碳—氢键化学性质稳定,反应活性低,因此,有关的反应消耗能量大,而且副产物复杂。在这种情况下,试制新的高效催化剂,研究新的催化活化方法,就成为必然。     

研究工作简报——四氫呋喃的研究

Ⅳ.呋喃的气相常压加氫 在第二报告和第三报告中,作者等研究了呋喃的高压加氫及其相应的动力学問題;認为在固定系統中將催化剂悬浮于液态呋喃中进行的氫化反应,其动力学上主要的关鍵是氫的吸附和产物四氫呋喃的解吸过程,为此必須使反应系統具有甚高的氫分压(20—110大气压)和较高的溫度(160℃左右),才可使加氫过程順利地进行。据此我们認为,如果將气、液相的固定反应系統变換成气相的流动反应系統,則     

热力学与动力学相关性,科学与人文的统一

金属热加工通过相变决定材料最终组织和性能。随着非平衡技术的快速发展,热加工工艺趋于极端化和多样化,控制相变的热力学与动力学机制从简单近平衡条件下的相对独立转变为复杂远平衡条件下的高度关联。基于热-动力学独立处理的传统理论已无法应对上述相变涉及的机理描述、组织预测和过程控制。随着催化剂研究体系的扩展,传统的基于独立的反应动力学或吸附热力学的设计已无法满足催化剂的高性能需求与高效筛选。本文从人文领域中的激情与困难的逻辑关系中,引申出科学领域中的热力学驱动力与动力学能垒的相关性,针对非平衡凝固过程、晶界迁移及晶粒长大热稳定性、纯Fe沿Bain路径的马氏体切变,整理出热力学驱动力与动力学能垒的定量关联,建立了组织预测模型,提出了热-动力学协同作用的新理念,并据此设计出高性能DD3高温合金、Fe基纳米晶材料、A356铝合金和应变态电催化材料。     

推算临界体积的新的简单关联式

将有机化合物分成下列23类:正烷烃、异烷烃、正烯烃-1、烯烃-2与异烯烃、炔烃、环烷烃、烷基环戊烷、烷基环己烷、正烷基苯、全氟烷烃、氟乙烯类、氯代脂烃、醇、酮、酸、正酯、异酯、醚、胺、硫醇、硫醚、呋喃类及杂环化合物等。每类化合物可用下列两关联式之一来推算每一化合物的临界体积,这两式是V_c=aN b与V_c=cN~2 dN e式中V_c     

同类振荡反应中也存在等动力学关系吗？

类比法的组分替换取得的设计振荡反应的成功以及某些振荡反应机量可递推至同类反应，表明在复杂反应中确实存在着某种动力学关系的一致性。本文通过与简单反应的比较，讨论了复杂反庆等动力学关系的可能存在方式及研究方法，主要讨论在其他条件相同的情况下，溶液相振荡反应的振荡参数分别与下列数据的相关分析：（1）金属催化剂的标准电极电位E^0，特别是进行催化剂金属络离子的配体取代基替换所得的系列E^0；（2）混合催化剂存在下，B-Z反应还原剂的溴化速度常数与还原电位的恰当组合；（3）以甘油三酯水解产物为底物时，作为水解催化剂的表面活性剂的影响因子K，可在各类振荡反应中进行分析。文中还讨论了有关的实验方法及应注意的问题。这些相关分析表明，在同类非线性反应的振荡反应中也会存在某种动力学的线性关系。     

丙烷氧化脱氢催化剂正钒酸镨活性位的研究

钒基催化剂是很多重要的氧化反应的催化剂。工业上生产硫酸是用碱金属(如K)助催的负载型V_2O_5催化氧化SO_2生成SO_3。正丁烷(烯)氧化制马来酸酐采用的是VPO催化剂。近年来发现的VMgO催化剂,对丙烷、丁烷等低碳烷烃的氧化脱氢具有良好的催化作用。各种氧化物负载的钒基催化剂也被尝试用于低碳烷烃的选择氧化。但由于钒本身有多种价态( 5, 4, 3等),且可以与其他金属离子形成多种钒酸盐(正钒酸盐、焦钒酸盐、偏钒酸盐),因此,钒基催化剂一般比较复杂.研究钒基催化剂在催化反应中的活性相、活性位,可以为设计和研制有效的低碳烷烃选择氧化催化剂提供理论基础。我们曾经报道纯相的稀土正钒酸盐在丙烷氧化脱氢中的催化作用。本文报道用顺磁共振(ESR)、程序升温脱附(NOTPD,O_2-TPD)、~(18)O_2-同位素交换等方法研究正钒酸镨的活性位。     

三氯乙酸的催化分解(Ⅱ)

前文曾指出,NH_4和碱金属阳离子性质相近,对三氯乙酸分解生成三氯乙酰氯应具有催化作用。但由于NH_4易被分解而不具有催化作用。我们发现,四级烷基铵盐(NR_4)具有这种催化作用。季铵盐作为相转移催化剂的一类,在有机合成上被广泛地应用,能促进烃化、缩合、亲核取代、消除、加成、氧化还原及卡宾生成等反应。但至今未见会促进本工作所述的反应。     

四氢呋喃的研究——Ⅲ.呋喃的高压加氢

由呋喃制造四氢呋喃从热力学上来看是毫无疑问的,ΔH_(300°K)=-36.6千卡,ΔF_(300°K)=-18.8千卡;但是为了克服动力学上的障碍,对反应条件的研究实具首要意义。作者等曾应用第一报告方法制得的呋喃,在30—100大气压的范围内进行了上述加氢动力学的研究。本文进一步研究反应温度、压力及不同的催化剂对于转化率、产率、副产率的影响,尤其是对于加氢反应速度的效应。(一)催化剂的研究考虑到催化剂对于反应(1)的选择性和活性,我们采用 Raney 镍系催化剂,系将 Raney 系合金粉碎     

水解和细菌降解作用对小球藻热模拟烷烃及生物标志物的影响

研究了水解和细菌降解作用对小球藻热模拟烷烃生物标物的影响,小球藻热模拟生成的烷烃组分中以正烷烃和类异戊二烯烷烃占绝对优势。水解和细菌解作用增加了这一优势,介一同时降低了正烷烃的奇偶优势。     

相转移催化条件下双氰胺取代反应的研究

双氰胺(dicyandiamide)又称氰基胍(cyanoglmnjdine),是合成新型材料如密胺塑料和药物如巴比土酸盐和胍基衍生物等的主要原料,应用十分广泛。然而,关于双氰胺的取代反应,特别是四取代反应的研究工作还未见报道。我们在此报道在相转移催化条件下双氰胺取代反应的研究工作。 在一般条件下双氰胺很难发生四取代反应,Suyama等曾尝试用非直接烷基化的方法来制取双氰胺的四取代产物,但未获成功,这也是至今未见报道的原因之一。我们认为,双氰胺进行四取代反应的困难在于其发生取代反应后增加了取代基与氰亚氨基的立体位阻效应,阻碍了进一步的反应。我们尝试使用相转移催化剂来克服上述困难。实验结果表明,相转移催化剂对于这一反应具有异常的活性。在碱的水溶液-甲苯中加入相转移催化剂(如四丁基溴化铵、三乙基苄基氯化铵TEBA等),双氰胺与卤代物(RX)可顺利地进行烷基化反应,得到很好的结果。     

硫掺杂对析氧反应催化剂表面重构的影响

<正>析氧反应(OER)是多种能源转换过程中的重要组成部分,例如电解水制氢、金属空气电池和二氧化碳还原等.然而,OER过程中缓慢反应动力学极大地限制了能量转换效率,因此需要高效的电催化剂来加快反应动力学.虽然贵金属基IrO₂和RuO₂是目前最有效的OER催化剂,但它们大规模应用受限于其高成本和储量稀缺.近些年来,过渡金属基电催化剂被广泛地用来替代贵金属基催化剂,     

南海北部大陆边缘盆地幕式裂陷的动力过程及10Ma以来的构造事件

基于油气勘探中所积累的地质 地球物理新资料 ,对南海北部大陆边缘第三纪盆地进行了构造、沉积充填、热及深部背景的综合研究和定量动力学模拟 ,揭示了南海北部裂陷大陆边缘的非被动性质及西部边缘的转换 伸展性质 .在此基础上对盆地演化进行了动力过程分析 ,阐明了裂陷期多幕伸展及裂后晚期 10Ma以来构造 热事件及其对盆地特征和油气聚集的重要影响 ,其中特别是 5Ma以来吕宋岛弧的向西碰撞 ,在珠江盆地产生的密集断裂系和与深部地幔活动有关的莺歌海、琼东南盆地快速沉降、高热流、大规模异常压力体系的形成及流体的突破 ,对油气成藏有决定意义 .     

含多氢键给体的氨基-硫脲类有机小分子催化剂的设计、合成及应用

在过去的10年里, 有机小分子催化作为一门环境友好的有机合成方法学在不对称催化合成中的应用得到了重新发掘, 新颖的有机小分子催化剂和新型有机小分子催化的不对称反应受到广泛的关注. 含有氢键给体的手性有机小分子化合物通过分子间的氢键作用来活化反应底物中的羰基或硝基等官能团, 在很多的不对称催化反应中展示了优秀的手性诱导效果, 并获得了显著的进展. 其中, 具有双官能团氨基-硫脲类有机小分子催化剂在一系列的不对称迈克尔加成反应中获得了成功. 基于对现有的文献中关于双官能团氨基-硫脲类有机小分子催化剂分子的结构分析, 我们将“多氢键给体协同活化”策略成功应用于合成一类新型含多个氢键给体、具有多个手性中心、而且其空间位阻和电子效应等精细结构具有可调控性的手性氨基-硫脲类双官能团有机小分子催化剂Ⅰ和Ⅱ. 这类具有多氢键给体的氨基-硫脲类催化剂在乙酰丙酮、α-取代的β-酮酯、硝基烷烃等对各种取代的硝基烯烃类化合物的不对称迈克尔加成反应, 以及硝基烷烃对亚胺类化合物的不对称Nitro-Mannich反应中, 展现了非常优异的催化活性与底物适用范围.     

催化剂的担体、再生和人身衰老问题

溶液中的催化剂分子超过一定的大小进入胶体系统范围时,化学家就要同胶体催化剂或微小多相催化剂打交道,正如生物学家同生物体內的多种多样的酵素——生物催化剂打交道一样。酵素方面的研究过去长期都从动力学的角度来研究它們的反应,使用动力学的数据(亲和常数G及分离常数K)来     

南海北部大陆边缘盆地幕式裂陷的动力过程及10Ma以来的构造事件

基于油气勘探中所积累的地质,地球物理新资料,对南海北部大陆边缘第三纪盆地进行了构造,沉积充填,热及深部背景的综合研究和定量动力学模拟,提示了南海北部裂隙大陆边缘的非被动性质及西部边缘的转换－伸展性质。在此基础上对盆地演化进行了动力过程分析,阐明了裂陷期我幕伸展及裂后晚期１０Ｍａ以来构造－热事件及其对盆地特征和油气聚集的重要影响,其中是５Ｍａ以来吕宋岛弧的向西碰撞,在珠江盆地产生的密密断裂系和与深部     

四氢呋喃的研究——Ⅱ.呋喃加氢反应的动力学

Bradly 和 Smith 曾先后初步研究过在有溶剂存在下,呋喃在氧化铂催化剂上加氢反应的动力学,但是他们的工作都是在较低的压力范围内进行的(小于5大气压)。为了适应工业生产上的实际要求,作者等拟在高压情况下(20—100大气压)应用 Raney 镍系催化剂,将纯粹液体呋喃加氢,生产四氢呋喃.(?)(液)+2H_2(气)(?)为此对该反应系统的动力学进行了初步研究,由一系列的实验数据建立了反应前期的动力学方程式,并证明该反应可符合 Arrhenius 方程式,求解了该式中的活化能和频率因数。     

氮化锂对氰基环化反应的催化作用

报道了氰基化合物环化反应的一种新型催化剂氮化锂Li₃N, 可用来催化合成三嗪和嘧啶类化合物, 少量Li₃N的存在即可使氰基化合物高效率地发生环化反应. 该合成方法简便, 在密封的溶剂热反应釜中进行反应, 不使用溶剂, 产物的分离纯化容易, 符合绿色化学的要求. 并对Li₃N的催化机理及催化反应的动力学过程进行了初步的探讨.     

锂硫电池非均相电催化剂

锂硫电池具有理论能量密度高、硫资源丰富等特点,被认为是下一代极具前景的储能电池体系.但锂硫电池中严重的多硫化物“穿梭效应”以及迟缓的反应动力学等问题制约其进一步发展.近年来,将非均相纳米电催化剂引入锂硫体系,在抑制“穿梭效应”及提升反应动力学方面取得了显著效果.本文对常见的非均相电催化剂调控策略进行了清晰的分类,总结了最新的研究进展,分析了不同调控策略对于促进多硫化物转化的内在机制,最后对未来锂硫电池电催化剂的发展进行了展望.     

SCR脱硝催化剂的碱热联合失活

选择性催化还原法(SCR)脱硝催化剂在实际运行过程中会同时发生热失活和化学失活.本文采用不同的焙烧温度模拟催化剂长时间运行所受到的高温影响,制备了碱热联合失活的催化剂,采用X射线衍射(XRD)、扫描电子显微镜(SEM)、原位红外漫反射光谱(DRIFT)、N2吸附脱附、X射线光电子能谱(XPS)等方法对失活前后的催化剂进行了表征,并测试了催化剂样品的脱硝效率.结果表明,处理温度为600和700℃时,碱热联合失活的催化剂的脱硝效率(80.7%和75.8%),明显低于热失活的催化剂(87.9%和85.9%).高温会引起催化剂烧结和酸性位改变,从而导致催化剂比表面积下降和Brnsted酸性位弱化,引起催化剂的失活.碱金属的沉积会改变催化剂的酸性位,引起Brnsted酸性位的弱化,进一步加剧催化剂的失活.研究还发现,碱金属的沉积会增加催化剂的热稳定性,阻碍高温条件下催化剂中锐钛矿相TiO2向金红石相的转变.