有机化学反应机理的教学技巧与方法研究

反应机理是有机化学课程体系的重要组成部分,但其比较抽象,难教难学.从6个方面介绍了有机化学反应机理教学和学习过程中应该注意的问题,教学实践表明,按此法教学能够取得良好的效果.     

酸催化丙酮碘化反应机理的理论研究

利用量子力学法对酸催化丙酮碘化反应的多种竞争性途径进行了一系列的理论研究,分析了该反应由丙酮烯醇化和烯醇碘化两个子反应构成.计算结果表明:丙酮烯醇化反应为决速反应,主要通过酸辅助单步质子转移反应途径来实现.研究结果合理地解释了反应机理和速率方程之间关系,从微观角度揭示了水合质子以及水分子在反应中的作用.     

Ag/AgCl-LaCO3OH纳米棒可见光催化净化NO的性能增强及反应机理

采用化学沉淀法制备三元Ag/AgCl-LaCO_3OH纳米棒光催化剂.将Ag/AgCl引入LaCO_3OH(LCO)纳米棒后,可同时实现光吸收范围紫外光区拓展至可见光吸收和光生载流子的高效分离.可见光照射下,金属Ag单质等离子共振(SPR)效应诱导电荷-空穴有效分离,使其热电子传输至LCO样品缺陷能级.随后表面O_2捕获光生电子产生超氧自由基·O_2-,该自由基对氧化NO过程起主导作用.空穴可以迁移至AgCl表面与Cl~-相互作用转化Cl~0,直接参与氧化NO后再还原为Cl~-, Cl~-再与Ag~+结合生成AgCl,有效避免了AgCl的光腐蚀.优化过后的Ag/AgCl-LaCO_3OH纳米棒复合材料的可见光净化NO去除率高达54.0%,远高于纯的LCO(3.1%)和Ag/AgCl(8.0%)的可见光催化性能.利用原位红外光谱实时动态监测Ag/AgCl-LaCO_3OH光催化氧化NO的反应过程,结合自由基捕获结果,从分子层面揭示其反应机理,并提出Ag/AgCl-LaCO_3OH光催化性能增强机制.本研究结果对等离子体基半导体复合材料光催化反应机理及环境净化应用提供新的认识.     

酸法制羟基氧化铁催化降解甲基橙研究

采用酸法制备羟基氧化铁纳米粒子,以其为催化剂,以过氧化氢为氧化剂,进行甲基橙的催化降解反应并推断反应机理。研究催化剂加入量、氧化剂浓度、反应温度和反应p H等对甲基橙降解率的影响,并对催化剂的溶铁量进行测量。研究结果表明:当H2O2浓度为0.23 mmol/L,催化剂质量浓度为0.28 g/L,p H为2.54时,在60℃下反应30 min,质量浓度为9.41 mg/L的甲基橙的降解率为97.3%。在催化反应过程中发挥主要作用的OH?由均相催化反应和非均相的表面催化反应提供。由催化剂溶铁而进行的均相催化反应在甲基橙降解过程中可能发挥了重要作用。     

C_7H_15自由基裂解反应机理及速率常数的理论研究

采用CBS-QB3方法构建了C7H15自由基裂解反应势能剖面。计算结果表明,4种不同构型的C7H15自由基(1-C7H15,2-C7H15,3-C7H15,4-C7H15)发生多种不同类型的β位断裂,裂解成C2—C6烯烃和新的自由基。新的自由基继续发生β位断裂,形成诸如CH3自由基以及CH2CH2、CH3CHCH2等烯烃。此外,利用VKLab程序包及Wigner校正模型在200~3 000 K温度范围内计算了4种C7H15自由基各类β位断裂反应速率常数。其中1-C3H7→C2H4+CH3反应速率常数的结果与试验结果非常吻合。     

国内期刊亮点

正反应分子动力学(ReaxFF MD)模拟结果分析工具VARxMD反应分子动力学(ReaxFF MD)是一种很有潜力研究较大体系(1000个原子)复杂化学反应的方法。国际上现有的ReaxFF MD模拟结果分析工具无法让用户了解所模拟的过程中发生的化学反应细节,对于规模小或简单的反应体系进行人工分析还可以接受,但对于原子规模达到~1000至~10000的大体系模拟,反应分析功能的缺乏,将使研究者对反应机理的分析陷入困境。中国科学院过程工程研究所刘健等研发的反应分子动力学分析与可视     

吐纳麝香合成及工艺优化

通过改变催化剂的组成和反应时间(70 min),混合催化剂n(无水AlCl3)∶n(浓H2SO4)=10∶1,吐纳麝香中间体1,1,3,4,4,6-六甲基四氢化萘(HMT)的合成产率达到86%;产品通过用无水乙醇饱和溶液低温结晶法,取代了原合成单元操作中的减压精馏和重结晶操作,使吐纳麝香(AHMT)合成总产率达到80%。该技术过程简单,实施方便,有效地降低了产品吐纳麝香的生产成本,实现了对吐纳麝香的合成工艺优化。     

甲醇气相脱水合成二甲醚反应机理的研究

采用B3LYP,MP2方法在6-311++G(2df,pd)水平上,研究了酸性催化剂条件下甲醇气相脱水合成二甲醚反应的微观机理,找到了可能的反应通道,并得到了各反应通道的反应物、中间体、过渡态和产物的优化构型、谐振频率,解释了Highfield等的实验结论.从键长和能量的变化角度,讨论了化学反应过程中化学键的变化规律,以及反应过程的难易程度,为实验研究二甲醚反应提供理论依据.     

钙离子对高锰酸钾与天然有机物反应的影响

利用单宁酸做为天然有机物的代表研究了高锰酸钾与天然有机物的反应,考察了钙离子及钙离子和高锰酸钾不同投加顺序的影响及机理,并利用FTIR对反应进行了光谱学研究.结果表明,高锰酸钾与单宁酸反应生成可溶性分子,钙离子和高锰酸钾不同投加顺序对二者反应有一定的影响,先投加钙离子再投加高锰酸钾,溶液UV276.5的降低较多一些,D...     

微波催化光化学及其在环境治理中的应用

微波在化学反应中所起的作用包括热效应和非热效应。阐述了微波转化为热能的机理(热效应),并从微波辅助过程、微波光催化(MW/UV)和微波无极紫外灯三个方面概括了微波的非热效应在化学反应中的应用。最后,综述了MW/UV反应器结构、影响因素、反应机理及在环境治理中的应用。