溶剂效应对2-(2-羟基苯基)苯并咪唑 质子转移的影响

采用光谱法和密度泛函理论研究了DMF,甲醇等有机溶剂及不同组成的1,4-二氧六环/甲醇混合溶剂中2-(2-羟基苯基)苯并咪唑(HPBI)的分子内质子转移反应,考察了溶剂极性对HPBI光谱性质及激发态分子内质子转移(ESIPT)机制的影响,探讨了酸碱度对HPBI在水溶液中荧光光谱受的影响.结果表明,在所考察的溶剂中,HPBI均表现出烯醇式和酮式的双发射峰(350 nm和460 nm附近),且溶剂极性越小越有利于质子转移.结合可极化连续介质模型(PCM),M06-2X/6-311++G(d)及TD M06-2X/6-311++G(d)的密度泛函理论计算进一步表明,在同一溶剂中,烯醇式构型是基态HPBI的主要存在形态,而在激发态时的结构,HPBI的烯醇式构型通过质子转移转化为酮式构型.此外,当溶液中碱达到一定浓度时,将在415 nm处产生一个酚氧负离子所发射的新荧光峰,TD B3LYP/6-311++G(d)的理论预测该发射峰的波长为409. 44 nm.     

7种常用加香物质的酮式-烯醇式互变异构计算

为了解7种可能发生酮式-烯醇式互变异构的常用加香物质存在形式,在气相和水相B3LYP/6-311++G(2d,2p)水平进行了结构优化和过渡态计算,并在MP2/6-311++G(2d,2p)∥B3LYP/6-311++G(2d,2p)水平计算了单点能.结果显示:(1)甲基环戊烯醇酮、3,4-二甲基-1,2-环戊二酮、1-甲基-2,3-环己二酮、4-羟基-2,5-二甲基-3(2H)-呋喃酮、麦芽酚的过渡态活化能较高,在室温甚至水催化条件下都不能发生酮式-烯醇式互变异构,这5种物质烯醇式能量低于酮式;(2)在室温水催化条件下2,3-丁二酮和α-当归内酯可以发生酮式-烯醇式互变异构,这2种物质酮式能量低于烯醇式;(3)这7种物质酮式-烯醇式互变异构时,2分子水催化的八元环过渡态活化能都显著低于无水催化的四元环过渡态和1分子水催化的六元环过渡态.     

2-羟基吡啶质子转移异构化的理论研究

采用量子化学中的密度泛函理论，在B3LYP/6-311＋＋G＊＊计算水平上，系统考察了在水、氨和甲醇分子辅助下，2-羟基吡啶醇式和酮式结构的质子转移异构化行为.结果表明：其醇式和酮式结构均能稳定存在，但后者在能量上稍占优势.3种分子参与的质子转移反应均是按照协同机理进行的.它们的参与能够大大降低反应能垒，使得在动力学上难以发生的质子转移反应得以进行.其中甲醇的辅助效果最佳，其次为水和氨分子.另外，辅助分子和各种介质的溶剂效应均有利于酮式结构的稳定性，这与有关的研究吻合较好.     

TaCl_5-NaCl二元系气态配合物生成热力学

以密闭的Pyrex玻璃瓶为反应器,利用化学气相传输反应原理,通过高温相平衡淬冷实验方法,在588~663 K和0.06~0.12 MPa范围内,反应6 h的条件下,对气态配合物NauTavClu+5v的生成热力学进行了研究.结果显示,TaCl5-NaCl二元系的ln(pNaTaCl6)/p-ln(pTaCl5)/p和lnKp-1/T都呈线性关系,五氯化钽和氯化钠生成的气态配合物NaTaCl6是惟一反应产物.反应的热力学平衡常数由实验结果计算.反应的焓变和熵变由不同温度的稳定常数经最小二乘法求得,分别是ΔHm=(-25.2±1.5)kJ.mol-1和ΔSm=(-58.4±2.0)J.mo...     

4-苯基嘧啶-2-硫酮互变异构的理论研究

采用B3LYP/6-311 G＊＊方法,计算并考察了4-苯基嘧啶-2-硫酮分子的硫醇式和硫酮式构型进行结构互变质子迁移的两种可能途径：（a）分子内质子迁移,（b）水助质子迁移.计算结果表明,途经（b）所需要的活化能较小,氢键在降低反应活化能方面起着重要作用.Onsager自洽反应场溶剂模型用于水相的计算,并探讨了水溶剂化效应对异构化过程的几何结构和能量的影响.     

3-芳基-3-（二烷氧基膦酰）丙酮酸酯的合成及表征

通过膦酸酯与草酸酯的缩合,合成了一系列新的3-芳基-3-（二烷氧基膦酰）丙酮酸酯,并对其结构进行了表征,该类化合物以酮式-烯醇式平衡混合物形式存在．     

钴（Ⅱ）-12-（2’-羟基-3’，5’-取代苄基）-1，4，7，10-四氮杂环十三烷-11，13-二酮二元配合物酸分解动力学研究

利用停流技术在不同温度下研究了钴(Ⅱ)-12-(2′-羟基-3′,5′-取代苄基)-1,4,7,10-四氮杂环十三烷-11,13-二酮二元配合物的酸分解动力学,结果表明分解速率遵循υ=c配合物·kK1K2[H]2/(1+K1[H]+K1K2[H]2)之规律.利用包括在预平衡步配合物的带负电荷的羰基氧被迅速质子化,在速控步(烯醇式异构体)质子在分子内迁移(到亚氨基的氮上)之机理,阐明了分解反应的机理.利用非线性最小二乘方拟合法得到了预平衡步的K1、K2和速控步的k.利用温度系数法得到了相应的活化参数,并讨论了不同取代基对酸分解速率的影响.在这些二氧四胺大环钴(Ⅱ)配合物中存在着Bronsted(布伦斯惕)型直线自由能关系,发现这些以及其他类似的体系中在速控步的活化焓Δ≠Hm和活化熵Δ≠Sm之间存在着线性关系.     

钴(Ⅱ)-12-(2′-羟基-3′,5′-取代苄基)-1,4,7,10-四氮杂环十三烷-11,13-二酮二元配合物酸分解动力学研究

利用停流技术在不同温度下研究了钴(Ⅱ)-12-(2′-羟基-3′,5′-取代苄基)-1,4,7,10-四氮杂环十三烷-11,13-二酮二元配合物的酸分解动力学,结果表明分解速率遵循υ=c配合物·kK1K2[H]2/(1+K1[H]+K1K2[H]2)之规律.利用包括在预平衡步配合物的带负电荷的羰基氧被迅速质子化,在速控步(烯醇式异构体)质子在分子内迁移(到亚氨基的氮上)之机理,阐明了分解反应的机理.利用非线性最小二乘方拟合法得到了预平衡步的K1、K2和速控步的k.利用温度系数法得到了相应的活化参数,并讨论了不同取代基对酸分解速率的影响.在这些二氧四胺大环钴(Ⅱ)配合物中存在着Bronsted(布伦斯惕)型直线自由能关系,发现这些以及其他类似的体系中在速控步的活化焓Δ≠Hm和活化熵Δ≠Sm之间存在着线性关系.     

电导法研究十六烷基三甲基溴化铵在二肽-水混合溶剂中的胶束化行为

采用电导法测定了不同温度下十六烷基三甲基溴化铵(CTAB)在二肽-水混合溶剂中的电导率,计算得到CTAB在这些体系中的临界胶束浓度和胶束化热力学函数.结果表明,二肽-水混合溶剂中CTAB的临界胶束浓度受温度和加入的二肽浓度的影响.二肽的存在增加了CTAB的表面活性,使其临界胶束浓度减小;胶束化过程的自由能变ΔGom均为负值,表明CTAB在二肽-水混合溶剂中的胶束化过程是自发进行的;ΔHom对自由能变ΔGom的贡献相对于(-TΔSom)对自由能变ΔGom的贡献小很多,胶束化过程为熵驱动过程,且存在焓-熵补偿效应.     

三氟丙酮酮醇互变异构反应机理的量子化学理论研究

为了解三氟丙酮水溶液中酮式构型向烯醇式构型转变的可能性,采用二阶M覬ller-Plessset微扰理论研究了三氟丙酮的酮醇互变异构反应机理.三氟丙酮的烯醇式构型和酮式构型都可与水分子通过分子间氢键形成复合物,这些分子间氢键的形成有效降低了酮醇互变异构反应的活化能,从而使得三氟丙酮更容易由酮式构型转变为烯醇式构型.进一步使用CPCM溶剂化模型研究溶剂对酮醇互变异构反应的影响,结果发现,酮醇互变异构反应在水溶液中比在气相中更容易进行.计算三氟丙酮由酮式构型向烯醇式构型转化的活化能,结果表明,酮醇互变异构反应的活化能偏高,不会影响中性水溶液中酮式构型的主导地位.     

单硫代次膦酸异构体及质子转移异构化反应的理论研究

采用量子化学密度泛函B3LYP方法, 在6-311 G**基组水平上全优化得到了硫代次磷酸的硫酮式和硫醇式两种构型异构体以及相应的对映异构体, 同时对分子内质子转移异构化反应微观机理进行了理论分析. 研究结果表明,硫酮式H2P(S)OH比硫醇式H2P(O)SH的能量低26.2 kJ/mol;质子转移异构化过程中形成一个四员环过渡态结构, 与迁移原子H6无直接键连关系的其他构型参数在异构化过程几乎保持不变.     

2-硫代巴比妥酸互变异构的理论计算

采用B3LYP/6-311G**方法对处于优势构象时的2-硫代巴比妥酸各互变异构体进行了几何全优化和频率计算,CPCM反应场溶剂模型用于水相的计算,得到它们的总能量、零点振动能和溶剂化能.计算结果表明,2-硫代巴比妥酸在气相中和水相中主要以(硫)酮式结构存在.采用相同方法计算并考察了(硫)醇式与(硫)酮式结构进行结构互变质子迁移有分子内质子迁移和水助质子迁移2种可能途径.计算结果表明,水助质子迁移所需要的活化能较小,氢键在降低反应活化能方面起着重要作用.     

酸诱导樟脑型β-烷氧基-β-不饱和酮的合成及E/Z异构化研究

在有机合成中烯醇醚的水解是很普遍的,能观察到这类化合物的E/Z异构化是很少见的.我们发现并揭示了樟脑型β-烷氧基-β-不饱和酮的E/Z异构化的现象和过程,这一研究不仅提供了制备α、β不饱和烯醇醚的方法,而且对药物化学研究也有重要意义.     

氯化锂在甲醇-水溶剂中的稀释热测定及关联

使用LKB 2107型微量热计-微机数据采集系统测量了288.15 K、298.15 K、308.15 K下LiCl-CH3OH-H2O体系在不同混合溶剂浓度下的稀释热.测量结果用扩展的Debye-Hckl方程、Pitzer模型和单参数模型关联.计算了方程中的参数和溶液无限稀释热-ΔH∞D(mLiCl=1 mol/kg).结果表明:相同混合溶剂浓度下,-ΔH∞D随温度增加而增加;同一温度下,-ΔH∞D随溶剂浓度x2′的增大而增大.     

通过三嗪荧光探针的分子间多氢键作用识别鸟嘌呤

鸟嘌呤是一种嘌呤碱基,它存在于所有生物组织的核酸中.在正常的生理条件下,鸟嘌呤主要以中性,即酮式结构存在,只有很少一部分以烯醇式结构存在.     

高效液相色谱法研究对羟基苯丙酮酸烯醇-酮式互变异构动力学

采用高效液相色谱-紫外检测法测定了对羟基苯丙酮酸烯醇-酮式互变异构动力学.结果表明,在以甲醇与13 mmol/L NaH2PO4-Na2HPO4缓冲液(pH为5.91)(体积比为10∶90)为流动相,流速0.8 mL/min时,对羟基苯丙酮酸烯醇式和酮式在10 min内得以完全分离.根据酮式结构的含量测定工作曲线的线性范围为1.0×10-5～1.0×10-3mol/L,相关系数R2＝0.998 8,峰高和保留时间的相对标准偏差为3.4%和0.6%.对羟基苯丙酮酸互变异构符合一级反应动力学,测得其在20 ℃下的速率常数为k=0.005 min-1,半衰期为t1/2=138.6 min.     

6-氯烟酰胺的异构化和质子迁移理论研究

在密度泛函理论B3LYP/6-31G(d)基组水平上,计算了气相中6-氯烟酰胺分子酮式和烯醇式质子迁移异构化过程的2种可能途径:分子内直接质子迁移和水分子辅助质子迁移.结果表明,在气相中只存在一种稳定构型,水分子的参与降低了质子迁移过程的活化能.     

对苯二甲酰双吡唑酮的合成与谱图分析

以对苯二甲酸和1-苯基-3-甲基-5-吡唑啉酮为原料在氧化钙催化下合成了1,4-双[4(1-苯基-3-甲基-5-吡唑啉酮)羰基]苯,其产率可达88%.由于其具有莹光性能,故是稀土元素配合物的优良配体.通过IR、1 H NMR、13C NMR谱图对其结构进行分析,发现产物中存在酮式与烯醇式的互变异构体,并考察该化合物热稳定性和UV光谱特性.     

2-氯烟酰胺互变异构的密度泛函理论计算

采用密度泛函理论,在B3LYP/6-31G*基组水平上,计算了气相中2-氯烟酰胺分子酮式和烯醇式进行质子迁移异构化过程的2种可能途径:分子内直接质子迁移和水分子辅助质子迁移.结果表明,在气相中只存在一种稳定构型,水分子的参与降低了质子迁移过程的活化能.     

用密度泛函方法计算乙酰丙酮铁加氢反应的自由能

运用密度泛函量子力学的广义梯度近似方法对乙酰丙酮铁、氢气、乙酰丙酮3种分子以及铁的单晶胞进行结构优化计算,确定它们的对称群和总能量.根据频率分析结果,计算不同温度下乙酰丙酮铁加氢生成铁和乙酰丙酮两种互变异构体的吉布斯自由能.计算结果表明:相同温度下,乙酰丙酮铁加氢生成烯醇式乙酰丙酮的反应自由能小于生成酮式结构乙酰丙酮的反应自由能;乙酰丙酮铁加氢更倾向于生成烯醇式结构的产物.