高能量密度化合物2,4,7,9,11,12-六硝基-2,4,7,9,11,12-六氮杂-四环[8.4.0.03,8.05,6]十二烷的理论研究

对2,4,7,9,11,12-六硝基-2,4,7,9,11,12-六氮杂-四环[8. 4. 0. 03,8. 05,6]十二烷(笼型-RDX)进行了优化,得到了DFT-B3LYP/6-31G(d)水平上的分子几何和电子结构.根据计算所得密度和生成热(HOF),运用Kamlet-Jacobs方程评估爆轰性能.分子力学模拟所得晶体结构属于Pna21空间群,晶格参数Z=4,a=14. 705,b=7. 416,c=12. 055,ρ=2. 214 g·cm-3.爆速10. 35 km·s-1和爆压50. 85 GPa均优于六硝基六氮杂异伍兹烷(CL-20).根据高能量密度化合物(HEDC)的能量和稳定性定量标准,笼形-RDX基本上满足这一要求.这为新型高密度能量化合物的分子设计提供了基础信息.     

2,4,7,9,11,14—六氮杂三环[8.4.0.0~(3,8)]十四烷的合成

本文提出了合成2,4,7,9,11,14,-六氮杂三环[8.4.0.0~3,8]十四烷这个未见报道的化合物。它是一个比较理想的高能炸药中间体。本文还较深入地研究了合成反应的各种影响因素,对反应机理也进行了初步的讨论。     

4,10-二硝基-2,6,8,12-四氧杂-4,10-二氮杂四环[5.5.0.05,903,11]十二烷的合成

研究了4,10-二硝基-2,6,8,12-四氧杂-4,10-二氮杂四环[5.5.0.05,903,11]十二烷(TEX)的合成方法,以其二步合成法为基础,对影响中间体1, 4-二甲醛-2, 3, 5, 6-四羟基哌嗪(DFTHP)以及目标产物4,10-二硝基-2,6,8,12-四氧杂-4,10-二氮杂四环[5,5,0,05,903,11]十二烷(TEX)合成收率的关键因素进行了考察. 结果表明:使用NaOH饱和溶液调节反应液pH为9时,DFTHP收率可达到68.3%;硝硫混酸中发烟硝酸与浓硫酸的体积比为3∶2,硝化剂与DFTHP的体积与质量比为3∶1时TEX的收率可达到59.7%. 经过条件优化,TEX二步合成法总收率提高到了40.8%.      

ε-六硝基六氮杂异伍兹烷结构的理论计算

本文用ＰＭ３方法优化ε－ＨＮＩＷ的几何构型，在理论上讨论了它的高爆炸性能     

3,9-二氮杂六环[6.4.0.02.7.04.11.05.10]-十二烷-1,5,7,11-四羧酸乙酯的合成

在利用太阳能为能源合成出顺式-1,5,8,8bβ-四氢环丁烷[1,2-b:3,4-b’]二吡啶-3,4aβ,7,8aβ(4H,4bβH)-四羧酸乙酯1的基础上,利用液相光反应,较高产率地合成出了笼型化合物3,9-二氮杂六环[6.4.0.02.7.04.11.05.10]-十二烷-1,5,7,11-四羧酸乙酯2,其结构通过红外光谱、核磁共振、质谱和元素分析确认.     

新型含能化合物N-次甲基-二-3,3-二硝基氮(杂)环丁烷的理论研究

在B3LYP/6-31G^*水平下计算研究了分子几何构型、电子结构，并预测了该化合物的振动光谱、核磁共振谱和爆炸冲量。研究表明：分子中连接偕二硝基的C-N键重叠集居数较小、键长较长，可能是优先发生的主要热解引发键．与HMX相比该化合物的爆炸冲量略高，可能是一种新型的含能材料。     

两个基于[P_2W_(18)O_(62)]~(6-)和[V_(10)O_(28)]~(6-)超分子化合物的合成及性能研究

采用水热合成技术,合成了两个基于不同类型的多金属氧酸盐和柔性双咪唑配体的超分子化合物(Hbtx)_3[H_3P_2W_(18)O_(62)]·H_2O(1)与(Hbtx)_3[H_3V_(10)O_(28)](2)(btx=1,4-双(咪唑基-1-甲基)苯),并通过X-射线单晶衍射、红外光谱以及元素分析等手段对化合物进行了表征.X-射线单晶衍射数据分析表明化合物1属于三斜晶系,P 1空间群,晶胞参数a=12.951(5),b=14.442(5),c=23.806(5),α=90.349(5)°,β=93.047(5)°,γ=108.160(5)°,V=4224(2)3,Z=2.化合物2属于单斜晶系,P21/n空间群,晶胞参数a=12.175(5),b=17.151(5),c=16.472(5),β=107.200(5)°,V=3285.8(19)3,Z=2.化合物1与2中,多酸阴离子[P2W18O62]6-和[V10O28]6-分别与柔性有机双咪唑配体btx通过分子间的氢键弱作用连接形成二维层状超分子网络.     

四环二萜生物标志化合物(IV)13β-羟基-贝壳杉烷的合成研究

在岩石、煤、石油等样品的有机质中发现一系列生物标志化合物，如类异戊二烯、烷烃、甾烷、藿烷、脱羟基维生素Ｅ、含硫有机化合物、含氮有机化合物等．其中二萜类生物标志化合物是地质样品中陆源植物输入的重要标志物．以易得甜菊甙为原料通过氢化、水解、氧化、还原等多步化学反应合成１３β羟基贝壳杉烷生物标志化合物．     

C-(6,11-二氢-5H-二苯[b,e]氮杂卓-6-烷)-甲胺的合成研究

C-（6,11-二氢-5H-二苯[b,e]氮杂卓-6-烷）-甲胺是盐酸依匹斯汀的重要中间体,它是由5,11-二苯[b,e]氮杂卓-6-腈经过还原反应制得,是合成该药的关键步骤。为此考察了氢化锂铝和红铝两种还原剂的还原效果,还考察了底物与还原剂的摩尔比,反应温度,反应时间等工艺条件。结果发现氢化锂铝的还原效果比较理想,并确定了较佳的工艺参数：当底物与还原剂的摩尔比为1：4,反应温度为20℃,反应时间为2h,产物的质量百分比收率可达92．7％。并通过IR,^1H—NMR对目标产物进行了表征。该反应对反应条件要求比较苛刻,比较适合实验室操作及小规模生产。     

CH_2NH_2~+体系在高激发态上的非绝热动力学理论研究（英文）

CH_2NH_2~+对于理解分子的光激发问题来说是一个典型的分子体系。到目前为止,关于CH_2NH_2~+的非绝热动力学理论研究大部分都集中在它从低激发态出发的动力学上。然而,更高的激发应该也会对CH_2NH_2~+的动力学有潜在的影响。因此,在本次工作中,用即时轨线面跳跃(TSH)方法,在含时密度泛函层面上研究了CH_2NH_2~+分子体系从高激发态上出发的非绝热动力学。通过TSH方法,模拟了从单重激发态(S3/S4/S5)出发的动力学。动力学结果分析表明CN和CH/NH的解离很难同时发生。随着激发态的升高,CH/NH解离的增多导致了体系能量的减少并且使CN键解离减少。另外,扭转运动在从高激发态出发的TSH动力学中并不占主导地位。     

碱土金属类无机碱金属化合物的静态第一超极化率的理论研究（英文）

为设计品优的非线性光学材料,我们把两个碱土金属原子掺杂于(NH2CH3)4形成了碱土金属类无机碱金属化合物--Be(NH_2CH_3)_4M(M=Be,Mg和Ca),和已被合成的Li(NH_2CH_3)_4Na类似,Be(NH_2CH_3)_4M(M=Be,Mg和Ca)的外侧碱土金属的NBO电荷是负值,这说明它们展现出了良好的碱土金属类无机碱金属化合物特征。Be(NH_2CH_3)_4M(M=Be,Mg和Ca)同时还具有相当大的静态第一超极化率(β0),其中最大值为657794(6.58×10~5)au(Be(NH_2CH_3)_4Be)。所有的具有碱土金属类无机碱金属化合物特征的Be(NH_2CH_3)_4M(M=Be,Mg,和Ca)比具有无机碱金属化合物特征的Li(NH_2CH_3)_4M'(M'=Li,Na和K)有更大的β_0值。这些说明对于增加非线性光学响应来说,碱土金属原子掺杂是一种品优的方式。     

1,4,7,10-四(2-羟乙基)-1,4,7,10-四氮杂环十二烷及钠配合物构型与成键特性的理论研究

在DFT-B3LYP/6-31G(d)水平上对1,4,7,10-四(2-羟乙基).1,4,7,10-四氮杂环十二烷及其钠配合物[Na(thecl2)] 的七配位和八配位两种构型进行优化与简正频率计算.结果表明两种构型能量相近,都可能在实验中得到;在配位键的强度上,Na 与侧臂O的配位键明显强于Na 与母环N的配位键,其中Na 与侧臂O的配位键键能随键长增大而减小,而Na 与母环N的配位键强度主要由孤对电子的指向和参与配位的轨道的能级决定.     

[XW_6O_(24)]~(8-)(X=Pt,Ni)的电子结构和成键特征的理论研究

采用密度泛函方法,在BP86/TZP水平上研究了Anderson型杂多酸[XW6O24]8-(X=Pt,Ni)的电子结构,成键特征和氧化还原性质。结果显示[PtW6O24]8-和[NiW6O24]8-的电子结构和成键特征相似。[NiW6O24]8-的氧化能力高于[PtW6O24]8-。     

含氮杂环羧酸类化合物的合成研究(II) --2-[9-(2-氨基-6氯嘌呤)]乙酸及其衍生物的合成

以2 氨基 6 氯嘌呤为原料,在碱(K2CO3)、催化剂(KI)的作用下,以丙酮作溶剂,与氯代乙酸乙酯在75℃进行反应,生成2 [(2 氨基 6 氯嘌呤)]乙酸乙酯,然后水解成酸.合成了6个新的嘌呤化合物,其结构经核磁、质谱和元素分析确证.另外,对影响反应的诸因素及产物的纯化进行了探讨.     

[δ-Mo_8O_(26)]~(4-)支撑的两种连接异构体的合成、结构及其性质研究

利用水热合成技术,合成了{[Cu(tpoen)]2Mo8O26}.2H2O(简写为1.2H2O)和{[Cu(tpoen)]2Mo8O26}.3H2O(简写为2.3H2O)2种配位化合物,并通过X-射线单晶衍射等技术确定了结构.1和2均是由[δ-Mo8O26]4-阴离子双支撑的Cu(Ⅱ)配合物,即2种连接异构体,其中1是[δ-Mo8O26]4-阴离子提供环上的MoO6八面体的端氧原子与[Cu(tpoen)]2+配位,而2是环上的MoO4四面体上的端氧原子与[Cu(tpoen)]2+配位.1和2通过[δ-Mo8O26]4-端氧与水分子之间的氢键作用,分别形成二维网状结构和一维带状链.此外,还研究了2种异构体的热稳定性和电化学性质.     

三维超分子化合物[H_2bpy]_2[SiMo_8~ⅥMo_4~ⅤV_2~ⅣO_(42)]·3H_2O的水热合成、表征及性质研究

用硅钼酸做原料,在水热条件下合成了一种新型的三维超分子化合物[H2bpy]2[SiMo8ⅥMo4ⅤV2ⅣO42].3H2O.该化合物属于单斜晶系:C2/c空间群;化学式为C20H26Mo12N4O45SiV2,相对分子质量为2 323.62;晶胞参数a=1.427 9(7)nm,b=1.901 2(4)nm,c=2.091 4(9)nm,β=97.73(6)°,V=5.626(5)nm3,Z=4.在该化合物中,水的二聚体通过氢键作用将二帽Keggin多阴离子连接起来,形成三维超分子框架.同时,也研究了将该化合物修饰到电极的电化学行为,表明电极过程是由表面控制的.     

Cu(Ⅰ)与2,9-二叔丁基-1,10邻菲罗啉配位化合物的合成、表征及催化性质研究（英文）

铜的配位化合物DtbpCuI,Dtbp为2,9-二叔丁基-1,10邻菲罗啉被合成与表征,通过X-射线单晶衍射表征确定其结构.对于配合物C_(20)H_(24)CuIN_2,Mr(分子量)=481.84,单斜晶系,空间群为P_(21/c),a=6.8858(4),b=19.2471(10),c=14.7246(7),β=93.62°,V=1947.59(18)~3,Z=4,Dc=1.643g/cm~3,λ=0.71073,μ=2.710mm~(-1),F(000)=956,S=1.165,R=0.0651和wR=0.1753.铜的配合物在TEMPO和O_2作为氧化剂的条件下催化芳香醇在氨水的作用下得到芳香腈类化合物的反应中表现出中等的催化活性.     

硼氢团簇B_(19)H_2~(0/-)的结构和性质的理论研究

利用量子化学密度泛函理论(DFT)研究了B19H0/-2的结构和性质。利用不同杂化泛函包括PBE0、TPSSh、B3LYP和X3LYP在6-311+G(d,p)基组水平上,对富硼硼氢团簇B19H0/-2进行了构型优化,得到一系列能量较低的构型,确定了B19H0/-2的最稳定结构均为平面Cs对称构型而不是长条状的平面双链带状结构。虽然它们与B0/-19的全局极小结构明显不同,但是可以由B0/-19相应的次稳定结构加氢生成。通过氢化热ΔE和吉布斯自由能ΔG的计算表明,氢化反应B0/-19→B19H0/-→B19H0/-2为放热反应,且B19H0/-2在热力学上均可稳定存在。另外,CsB19H-2(1)的ΔEGap为3.10eV,接近于C2vB-19(b)的3.13eV,预期极有可能被实验观察到。正则分子轨道(CMO)分析表明,最稳定结构CsB19H-2的离域π轨道与[10]环轮烯D10hC10H10和C2vB-19(b)的离域π轨道存在着对应关系,但CsB19H-2不具有芳香性。本文中在PBE0/6-311+G(d,p)水平下计算了阴离子B19H-2的垂直剥离能(VDE)和绝热剥离能(ADE),模拟了B19H-2的光电子能谱图(PES),以便于实验进行观测。     

[Zn(Pybox)Br_2]配合物的合成,晶体结构及催化性质研究（英文）

合成了一种锌的配位化合物(Dm-Pybox)ZnBr_2(1),(Dm-pybox为2,6-二[4',4'-二甲基噁唑啉]吡啶),通过核磁,元素分析,红外和X-射线单晶衍射表征确定其结构。对于配合物C15H19N3O2ZnBr_2,Mr(分子量)=498.52,单斜晶系,空间群为P21/c,a=10.2422(19)A,b=16.141(3)A,c=11.513(2)A,β=99.128(2),V=1879.2(6)A3,Z=4,F(000)=984,μ=5.570mm~(-1),ρc=1.762g/m~3,最终的R_1=0.0584(I2σ(I))和wR2=0.1773(所有数据)。配合物1可以在水溶剂和室温条件下高效催化二茂铁甲醛与活泼亚甲基化合物Knoevenagel缩合反应。     

2，9-二（n-2＇，5＇-二氮杂庚基）-1，10-菲罗啉镍（Ⅱ）配合物的合成、晶体结构及生物活性研究

解析了 2 ,9-二 ( n-2′,5′-二氮杂庚基 ) -1 ,1 0 -菲罗啉镍 ( )配合物的晶体结构 ,晶体属于单斜晶系 ,空间群为 P2 ( 1 ) /n,a=1 .2 5 1 0 ( 4) nm,b=1 .3 5 0 1 ( 5 ) nm,c=1 .6849( 5 ) nm,β=1 0 6.5 67( 6)°,V=2 .72 77( 1 6)nm3,Z=4,镍 ( )离子与配体的六个氮原子同时配位 ,形成变形八面体构型 ,Cl O- 4离子的氧原子与邻近的仲胺氮原子上的氢原子之间存在分子间氢键作用 .用紫外 -可见分光光度计研究了其与 DNA的相互使用 ,采用改进的邻苯三酚自氧化法研究了其对超氧阴离子自由基 O- .2 的抑制作用 ,结果表明该配合物能以插入模式与 DNA发生作用 ,并能有效地抑制超氧阴离子自由基 O- .2 的生成