螺呲喃在聚苯乙烯介质中的光致色变反应多重性

螺吡喃化合物具有可逆的光化学活性是众所周知的,但对这个光化学反应的多重性问题并不十分清楚。最近,Zerbetto等用MINDO法计算了这个光化学反应的基态,激发单重态和激发三重态的位能面,认为在T_1和S_1位能面上均可以发生光化学反应。而且,他们认为螺吡喃的开环体(酚菁类染料)有两种异构体存在。业已知道许多螺吡喃在溶液中的反应特点。我们以前的工作证明:螺吡喃的激发三重态有化学活性,在实验测定了三重态的参     

双π甲烷光重排中K_(isc)和K(ic)相关性

3-甲基-3-(9-菲基)-1-丁烯(Ⅰ)的光重排是双π甲烷系列中特别有趣的例子,1,1-二甲基-2-(9-菲基)环丙烷是它的光化产物,它只经激发三线态,~3I~*生成,虽然其激发单线态,~3I~*在本质上可能包括在整个反应机理之中。作者认为由于~3I~*的系间窜越量子产率较高,重排反应的双途径性倾向于三线态途径,这符合所观察到的结果,但是值得深入研究那些控制重排双途径性的一些重要因素。     

Desoxide,Nerol Oxide和2,2,6-三甲基-6-乙烯基-5,6-二氢-2H吡喃的光化学合成

天然玫瑰油由200多个化合物组成,玫瑰醚(Rose Oxide)是一个重要的主香成份,已有许多报道其合成的论文。(±)-4-甲基-6-(2’-甲基丙烯-1’)-5,6-二氢-2H-吡喃(橙花醚,Nerol Oxide,,和(±)-2(1’-甲基乙烯-1’)-5-甲基-5-乙烯基四氢呋喃(Desoxide),,是另二个主香成份。合成1和2的方法报道很少,只有Ohloff报道个一条路线。用橙花醇     

HOSO+X(X=F,Cl,Br)的反应机理及电子密度拓扑分析

在CCSD(T)/6-311++G(d, p)//MP2/6-311++G(d, p)水平上研究了HOSO+X(X= F, Cl,Br)的反应机理. 优化得到了反应势能曲线上各驻点的几何构型, 通过内禀反应坐标(IRC)确认了反应物、中间体、过渡态和产物的相关性. 在CCSD(T)/6-311++G(d, p)水平上对计算得到的构型进行了能量校正. 应用经典过渡态理论(TST)与变分过渡态理论(CVT), 并结合小曲率隧道效应模型(SCT)校正的方法, 计算了该反应在200~3000 K 温度范围内的速率常数k_TST,k_CVT 和k_CVT/SCT. 计算结果表明: HOSO+X(X= F, Cl, Br)反应在单态和三态条件下均可发生, 其中单态为主反应通道, HX+SO₂ 为主产物. 并利用电子密度拓扑分析方法研究了主反应通道化学键的变化.     

CBr2与CH2O插入反应机理的密度泛函理论研究

用密度泛函B3LYP/6-311G*和高级电子相关耦合簇[CCSD(T)/6-311G*]方法计算研究了CBr₂与CH₂O的插入反应机理, 全参数优化了反应势能面各驻点的几何构型, 用内禀反应坐标 (IRC)和频率分析方法, 对过渡态进行了验证. 研究结果表明: 反应(1)是单重态二溴卡宾与甲醛插入反应的主反应通道. 该反应由两步组成: (ⅰ) 两反应物首先经一无能垒的放热反应, 放出8.62 kJ·mol^&;#8722;1的热量, 生成中间体IM1; (ⅱ) IM1经过渡态TS1, 发生H的转移, 生成产物P1, 其能垒为44.53 kJ·mol^&;#8722;1. 用经Wigner校正的Eyring过渡态理论研究了不同温度下该反应的热力学和动力学性质. 从热力学和动力学的角度综合分析, 在1 atm (101325 Pa)下, 该反应在温度为200～1900 K时进行既有较大的自发趋势和平衡常数, 又具有较快的反应速率.     

高效单发光层有机电致白光器件的制备与分光特性

以N, N′-二苯基-N, N′-二(1,1′-联苯)-4,4′-二胺(NPB) 为空穴传输材料, 4,7-二苯基-1,10-邻菲罗林(BPhen)为电子传输材料, 以2-叔丁基-9,10-二-(2-萘基)蒽(TADN)为主体材料, 掺杂红光染料4-二氰亚甲基-2-叔丁基-6-(1,1,7,7-四甲基久咯呢定基-9-烯基)-4H-吡喃(DCJTB), 制备了单发光层有机电致发光白光器件, 器件的最高亮度和效率分别为11400 cd/m²和5.6 cd/A (4.1 lm/W). 在此基础上, 研究了白光器件通过彩色滤色膜的分光特性.     

螺二芴和均三嗪构筑的主体材料的合成及应用

设计并合成了4种基于螺二芴和均三嗪类的新型主体材料2-(2′,7′-二叔丁基-9,9′-螺二芴-2-基)-4,6-二苯基-1,3,5-三嗪(DTSF-2-DP-TRZ)、2-(9,9′-螺二芴-2-基)-4,6-双(3,5-二-叔丁基苯基)-1,3,5-三嗪(SF-2-DTDP-TRZ)、2-(9,9′-螺二芴]-4-基)-4,6-双(3,5-二-叔丁基苯基)-1,3,5-三嗪(SF-4-DTDP-TRZ)、2-(9,9′-螺二芴-4-基)-4,6-双(4-(叔丁基)苯基)-1,3,5-三嗪(SF-4-TDP-TRZ),并对其结构和性能进行了表征.利用热重分析、差热分析、紫外可见吸收、荧光、低温磷光、循环伏安法对其物理和化学性质进行了研究,结果表明4种主体材料的热稳定性能优异,紫外-可见光吸收峰位于280～355nm之间;光学带隙(Eg)分布在3.28～3.36eV之间.为了研究其在有机电致发光中的应用,4个主体材料分别与绿光热激活延迟荧光材料共掺作为发光层,通过旋涂法制备,并研究其结构与性能之间的关联.所制备的器件光电性能表现优异,其中DTSF-2-DP-TRZ作为主体材料的器件最大亮度达到6600cd/m~2,最大电流效率为51.3cd/A,相应的最大外量子效率为16.6%.     

亚硝胺β-位代谢物与DNA碱基作用机理的从头计算研究

用从头计算方法在RHE/6-31G(d)和MP2/6-3lG(d)水平上对甲基乙基亚硝胺代谢产生的β-位硫酸酯按照是否经过邻基参与作用与DNA碱基发生烷基化反应的不同假设机理进行了研究.对所有反应物、产物、中间体和过渡态进行了全几何构型优化,得出反应活化能和内禀反应坐标等参数.结果表明,邻基参与作用有力地促进了β-位硫酸酯化烷基亚硝胺与DNA碱基的烷化反应.在相同水平上用Onsager溶剂效应模型反应场进行了计算,表明在极性溶剂中邻基参与反应的活化能明显降低.     

羧基活化转化的机理及其在化学与生物体系中的应用

羧基活化转化反应是有机化学的重要问题之一,同时在生物体系中也广泛存在,研究其机理具有广泛的意义.本文结合相关物理有机化学和生物化学原理,用势能面图从动力学和热力学2方面对该过程的过渡态和中间体进行分析讨论,同时考查了缩合过程使用催化剂与否对该过程的影响,提出各种羧基活化转化反应机理的一般规律.结合这一原理对比了化学活化与生物活化的异同,并对其在不同体系中的应用进行了评述,以期对发展新型羧基活化方式与物理有机化学教学提供有意义的参考.     

甲基亚硝基哌嗪第二活性区与DNA碱基烷化反应机理的MNDO研究

N-亚硝基化合物(NNC)在α-羟基化后生成重氮化物而与DNA结合发挥致癌作用是一已经被普遍接受的概念 但是仅用α-位的活性却在定性和定量两个方面均解释不了NNC的复杂的结构与致癌活性关系.越来越多的试验证据表明非α-位的代谢活化在NNC致癌机理中具有不可忽视的作用.我们曾对153种NNC的结构与致癌活性关系进行了定量模式辨认研究,结果表明:在NNC分子上经代谢产生两个亲电活性中心是形成最终致癌物的必要条件;并且,在α-位的第一活性中心与非α-位的第二活性中心之间的最适作用距离约为280pm;从而证明了NNC致癌作用符合于“双区理论”.根据双区理论,我们还探讨了N-亚硝基化合物中N-N键旋转能障与其致癌性的关系.对于甲基取代的亚硝基哌嗪及有类似结构的化合物比其母体化合物的致癌性有显著增强的现象,我们提出了:环上杂原子的邻基参与作用提高了甲基代谢产物的活性,形成第二亲电活性中心是重要影响因素的观点;这一观点在分析结构参数时发挥了巨大作用.由于确定这一邻基参与作用的机制对于深入探讨NNC致癌机理具有重要意义,本文采用MNDO方法对具代表性的化合物,3,5-二甲基亚硝基哌嗪的甲基代谢活化产物与DNA碱基的反应机理进行了研究.     

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.     

GaCl3催化下1,6-烯炔类骨架重组的反应机理

用量子化学B3LYP/6-31G*方法研究了GaCl₃催化下1,6-烯炔骨架重组生成1-乙烯基环戊烯的反应机理. 计算得到了该反应的反应物、过渡态及产物的几何优化构型及各驻点的能量, 进行了振动频率计算, 所有的过渡态都通过振动分析和IRC计算而得以确认. 结果表明: 反应分多步进行, 每步的活化能垒都较低; 整个反应过程主要是通过形成含有三中心两电子键的三元环状区域完成的; 反应具有明显的立体选择性, 顺式构型的1,6-烯炔将主要生成顺式构型的1-乙烯基环戊烯, 与实验现象完全吻合.     

大激发能差分子的光化学

在继续寻求光反应机理和基态发色团MO交叠的规律性时,3-甲基-3-联苯基-1-丁烯,l是有特殊兴趣的分子.因为二发色团的激发能差达74×4.1840kJ/mol,这或许使发色团的MO交叠通道更有效. 1的直接光解和苯乙酮敏化光解都生成     

亚硝胺β-位代谢物与DNA碱基作用机理的

用从头计算方法在RHF/6-31G(d)和MP2/6-31G(d)水平上对甲基乙基亚硝胺代谢产生的β-位硫酸酯按照是否经过邻基参与作用与DNA碱基发生烷基化反应的不同假设机理进行了研究. 对所有反应物、产物、中间体和过渡态进行了全几何构型优化, 得出反应活化能和内禀反应坐标等参数. 结果表明, 邻基参与作用有力地促进了β-位硫酸酯化烷基亚硝胺与DNA碱基的烷化反应. 在相同水平上用Onsager溶剂效应模型反应场进行了计算, 表明在极性溶剂中邻基参与反应的活化能明显降低.     

氮氧自由基的研究——哌啶氮氧自由基与谷胱甘肽的氧化还原反应

本研究室近来发现,氮氧自由基对于某些生物活性物质,例如维生素C和半胱氨酸具有氧化作用,并且报道了一些涉及单电子转移的反应机理的研究结果。本文仔细研究了2,2,6,6-四甲基-4-羟基哌啶-1-氧自由基(1)与谷胱甘肽GSH(2)在不同pH的缓冲溶液中和绝氧、避光及室温条件下的氧化还原反应,获得如下新的结果:     

二甲基亚烷基卡宾与丙酮环加成反应机理的理论研究

用二阶微扰和密度泛函理论研究了单重态二甲基亚烷基卡宾与丙酮的环加成反应机理, 采用MP2/6-31G^*和B3LYP/6-31G^*方法计算了势能面上各驻点的构型参数、振动频率和能量. 结果表明, 反应(1)的b途径是单重态二甲基亚烷基卡宾与丙酮环加成反应的主反应通道. 该反应途径由两步组成: (ⅰ) 两反应物首先生成了一富能的中间体INT1b, 它是一无势垒的放热反应, 放出的热量为23.3 kJ/mol, (ⅱ) 中间体INT1b通过过渡态TS1b异构化为三元环产物P1, 其势垒为22.2 kJ/mol. 该反应途径与其竞争反应的反应速率相差较大, 具有很好的选择性. 从热力学和动力学的角度综合分析, 该反应在1大气压(101325 Pa)下, 温度为300~800 K时进行为宜, 如此, 反应既有较大的自发趋势和平衡常数, 又具有较快的反应速率.     

乳胶清除蛋白Lcp_(K30)催化氧气裂解聚顺-1,4异戊二烯机理

乳胶清除蛋白LcpK30是一种内型双加氧酶,其通过活化分子氧催化裂解化学惰性的聚顺-1,4异戊二烯,进而生成醛和酮.实验发现活性区域的谷氨酸148对活性有重大影响,然而其作用机制和整个反应机理仍然存在争议.本研究使用量子力学/分子力学组合方法研究了乳胶清除蛋白催化分子氧氧化裂解天然橡胶模型化合物的反应机理.计算结果显示谷氨酸148在反应过程中为质子化态,并与铁(Ⅲ)-超氧物种形成稳定氢键,因此其作用可能与调节铁(Ⅲ)-超氧物种与底物的位置有关.可能反应机理为:(1)铁(Ⅲ)-超氧物种的远端氧进攻底物碳碳双键,形成过氧烃自由基中间体;(2)近端氧回弹到碳自由基,形成过氧化物中间体和铁(Ⅱ)中心;(3)铁(Ⅱ)调节的过氧化物中间体O–O键还原裂解,生成邻二醇自由基负离子中间体;(4)邻二醇自由基负离子C–C键断裂,生成产物醛和酮.此外,计算发现,过氧化物中间体O–O键直接断裂反应能垒超过160 kJ/mol,表明铁(Ⅱ)的催化对于过氧化物中间体的后续转化至关重要.因此,本研究结果不仅加深对于Lcp_(K30)反应机理的理解,而且为Lcp酶降解合成橡胶材料的设计和工程化提供有用信息.     

利用有机磁效应探究基于DCJTB电荷转移态发光器件的微观机制

能量转移(energy transfer,ET)和直接电荷捕获(direct charge trapping,DCT)是掺杂型有机发光二极管(organic light-emitting diode,OLED)中两种相互竞争的微观过程.最近研究表明,磁电致发光(magnetoelectroluminescence,MEL)可作为探测OLED中微观机制的有效手段.本文以电荷转移(charge transfer,CT)态材料4-(二氰基亚甲基)-2-叔丁基-6-(1,1,7,7-四甲基久罗尼定基-4-乙烯基)-4H-吡喃(4-(dicyanomethylene)-2-tert-butyl-6-(1,1,7,7-tetramethyljulolidin-4-yl-vinyl)-4H-pyran,DCJTB)为客体,以具有不同三重态激子能量的三(8-羟基喹啉)铝、4,4-二(9-咔唑)联苯(4,4′-bis(N-carbazolyl)-1,1′-biphenyl,CBP)和2,4,6-三[3-(二苯基膦氧基)苯基]-1,3,5-三唑(2,4,6-tris[3-(diphenylphosphinyl)phenyl]-1,3,5-triazine,PO-T2T)为主体制备了3种OLED,并测量了它们的MEL.实验发现器件的MEL都由低场(|B|5 mT)和高场(5 mT≤|B|300 mT)两部分组成,其高场部分均表现为由三重态激子-电荷反应和三重态激子对湮灭导致的随磁场正相关或负相关的MEL.但它们的低场变化则完全不同:Alq3:DCJTB器件表现为主体极化子对(polaron-pair,PP)的系间窜越过程(PPT)导致的正MEL,而CBP:DCJTB器件和PO-T2T:DCJTB器件则表现为客体电荷转移态的反向系间窜越过程导致的负MEL.这两类器件分别对应ET和DCT过程,再加之主体三重态能级的高低对反向系间窜越过程的影响,从而导致不同器件中多变的MEL线型;另外,低温环境更有利于DCJTB中三重电荷转移态参与的反向系间窜越和三重态激子对湮灭过程的发生.本研究工作对基于DCJTB发光器件的内部微观机制有了更深入的理解.     

中药广藿香抗真菌成分——广藿香酮(Pogostone)的分离及结构测定

广藿香Pogostemon cablin(Blanco) Benth(唇形科)为中医常用的芳香化湿药,也是著名的香料作物。我国主产广东,因产区不同而分为石牌藿香(广州郊区产)、海南藿香(海南、湛江产)等商品规格。药工经验认为,石牌藿香气香质优。1973年我们从石牌藿香挥发油中获得一结晶成分,熔点32.5—33℃,易溶于碱性水溶液及一般有机溶剂。经测定其化学结构为3-(4′-甲基戊酰基)—6-甲基-3,4-二氢-1,2-吡喃-2,4-二酮(Ⅱ),定     

对-氯甲基苯乙烯与纯对-及间-二乙烯苯共聚动力学的研究(Ⅰ)

六十年代人们合成了纯对-氯甲基苯乙烯,并用以研究聚合物结构与性能关系。但是关于纯对-氯甲基苯乙烯与纯二乙烯苯异构体共聚机理及相应共聚物胺化后所得阴离子交换树脂结构与性能的研究至今未见报道。为了研究离子交换树脂结构与性能间关系,我们首先合成了高纯度对-氯甲基苯乙烯,并研究了对-氯甲基苯乙烯分别与间-及对-二乙烯苯在惰性溶剂存在下的共聚动力学、相分离和凝胶化性质。