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。     

呋喃基苯基硅烯的生成与捕获

硅烯是有机合成中一类基本的反应活性中间体。从六十年代起,许多有机化学家曾用热化学方法或光化学方法获得了二甲基硅烯、甲基苯基硅烯、苯基三甲硅基硅烯等。最近我们也报道了二苯基硅烯的生成。硅烯的亲电性很强,能和碳-碳双键、叁键等发生加成反应,并对C—H,Si—H,Si—O,Si—X等化学键发生插入反应。通过二甲基硅烯和二苯基     

乙烷选择氧化生成醛类含氧化合物催化剂的研究进展

乙烷部分氧化生成醛类含氧化合物是低碳烷烃选择氧化中较难于进行的反应过程, 与乙烷选择氧化制乙烯、制乙酸相比, 以醛类为目的产物的乙烷选择氧化催化过程的研究报道并不多. 本文综述了可以用于乙烷选择氧化生成醛类含氧化合物的催化体系和催化反应机理的最新研究进展, 涉及体相的和负载的金属氧化物催化剂、高分散隔离活性位催化剂及用于乙烷气相氧化和光转化的催化剂等.     

青蒿酸(Artemisic acid)的结构研究

中药青蒿为菊科植物黄花蒿(Artemisia annua L.),我国民间用于治疗疟疾。根据文献报道从该植物中分得蒿酮、异蒿酮、桉油精、左旋樟脑、α-丁香烯、β-丁香烯、异丁香烯、杜松烯、氧化丁香烯,倍半萜内酯有Arteannuin B(Ⅱ)、青蒿素(Ⅲ)、青蒿甲素(Ⅳ)、青蒿丙素(Ⅴ),此外,尚有香豆素和黄酮体等。我们从山东产的青蒿丙酮提取物经硅胶柱层析,除分得Arteannuin B、青蒿素、青蒿甲素外,还分得一新的倍半萜酸,定名为青蒿酸Artemisic acid,根据光谱分析,生源及化学反应确定其结构为(Ⅰ)。     

稀土配位催化异戊二烯与环氧氯丙烷嵌段共聚

异戊二烯与环氧烷烃的配位嵌段共聚迄今未见报道.Deore等曾以阴离子型萘-钾体系催化二烯烃与环氧乙烷共聚,合成固体聚电解质.在稀土催化异成二烯定向聚合和环氧烷烃开环聚合基础上,本文首次研究稀土配位催化异戊二烯与环氧氯丙烷嵌段共聚,发现     

丙烷氧化脱氢VMgO催化剂双相协同催化作用和活性位的研究

丙烷氧化脱氢制丙烯是有效利用低碳烷烃的一个重要催化过程。性能较好的VMgO催化剂引起了人们的兴趣和辩论。Kung等人认为活性相是正钒酸镁。Volta等人则认为焦钒酸镁是活性相,该相中稳定存在着与氧缺位形成有关的V~(4+)离子,而正钒酸镁不存在V~(4+)离子,有利于深度氧化。Del     

Pt(100)电极上乙二醇吸附和氧化的原位时间分辨FTIRS研究

运用原位时间分辨FTIR反射光谱在分子水平研究乙二醇(EG)在Pt(100)单晶电极上吸附和氧化的动力学过程. 在0.10 V的时间分辨光谱中, 当t>5 s于2050 cm^-1附近出现的红外谱峰归因于EG解离吸附产物线性吸附态CO(COL)的红外吸收. 红外光谱特征及其变化还证实, 吸附态CO在Pt(100)表面呈均匀分布; 当t>70 s于2342 cm^-1附近出现CO₂的不对称伸缩振动谱峰, 指认为EG的直接氧化. 研究发现随着电位升高, 直接氧化逐渐成为主要反应途径, 使解离吸附反应削弱. 当电位高于0.40 V以后, EG的氧化主要通过活性中间产物(–COOH)的途径进行.     

水中磺胺二甲基嘧啶与ROS的光氧化反应动力学与转化途径

磺胺类抗生素(SAs)是水环境中普遍存在的新型污染物,光降解是其在表层水体中的重要消减途径,而SAs不同解离形态的光化学转化却鲜有报道.本研究以磺胺二甲基嘧啶(SMZ)为模型化合物,考察了3种解离形态与羟基自由基(·OH)、单线态氧(~1O_2)的光氧化反应动力学,比较了活性氧物种(ROS)光氧化和直接光解的产物、途径,评估了相应的环境归宿和贡献.竞争动力学实验结果表明,3种解离形态SMZ与ROS的光氧化反应活性不同,由阳离子态到阴离子态依次增强,并且不同解离形态SMZ与~1O_2的反应活性具有数量级的差别.在天然水p H6.0~9.0范围内,SMZ与·OH反应的最小环境半减期为21.17~32.12 h,~1O_2反应的最小环境半减期为0.06~1.06 h.相对于直接光解和·OH氧化反应,SMZ的~1O_2氧化对其为表层水体中光化学归趋作用最大.通过固相萃取(SPE)富集及Agilent 6410B三重串联四极杆液质联用仪(LC-MS-MS)分析,鉴定了SMZ与ROS反应的主要产物.~1O_2氧化、·OH氧化及直接光解反应生成了不同的产物,表现为不同的反应途径.~1O_2氧化产物较为单一,而·OH氧化产物较为丰富,主要为4种不同位置的羟基化产物.以上结果对于深入理解表层水体中该类抗生素污染物不同解离形态的复合光化学行为具有重要意义.     

CCC型钳形铑配合物的反应性

钳形金属配合物因其独特的结构、性质和应用引起了化学家的广泛关注.然而该类配合物大部分都是以2～3个杂原子(基团)与金属原子配位.只有极少数例子同时具有3个碳原子与金属配位(CCC钳形金属配合物).这是由于该类配合物具有3个金属-碳共价键,通常会具有较高的反应活性.我们对一类新颖的CCC型钳形铑配合物:铑碳龙配合物的反应性开展了深入的研究,发现这类铑配合物能与二氧化锰反应,得到氧化产物和开环产物;也能与叠氮三甲基硅烷和二苯基膦发生亲核反应,实现了氮和磷对铑卡宾的插入反应,分别得到氮、磷插入到金属杂环中的扩环产物:CCN型和CCP型铑配合物.这些研究拓展了碳基钳形金属配合物(以碳为主要配位原子的螯合物)的反应化学,并为碳基铑配合物在催化上的应用打下基础.     

广州大气中非活体植物释放单萜烯的特征及成因初探

对广州空气中单萜烯的研究表明,一些特殊样点（如垃圾填埋场）空气中单萜烯总量甚至高于周围植被很发育的地方,街道旁所采样品中单萜烯总量的平均值为１．９μｇ／ｍ＾３,公园植物园和林地样品中为２．２μｇ／ｍ＾３,农作物样品中为１．５μｇ／ｍ＾３,而垃圾填埋场样品则达４．１μｇ／ｍ＾３,这说明除活体植物直接排放外,其他源（如垃圾填埋场）在一定条件下的排放也可能对单萜烯等非甲烷烃胡贡献。从组成上看,垃圾填埋场     

CCl_2与CH_3CHO插入反应的量子化学及电子密度拓扑研究

利用密度泛函和自然键轨道理论及高级电子耦合簇和电子密度拓扑方法,对单、三重态CCl2与CH3CHO中C—H插入反应的微观机理进行了研究.在B3LYP/6-31G(d)水平上优化了反应通道各驻点的几何构型.在CCSD(T)/6-31G(d,p)水平上计算了各物种的单点能量,并对总能量进行了校正.计算表明,主反应通道均在单重态势能面中进行,单重态CCl2与CH3CHO中的Cα—H键[反应Ⅰ]及Cβ—H键[反应Ⅱ]均可发生插入反应,存在三条主反应通道,产物分别为P1[CH3COHCCl2],P2[CH2COHCHCl2]和P4[CHCl2CHCHOH],从能量变化和反应速控步骤能垒两方面考虑,反应Ⅱ更容易发生.对主反应通道中的关键点进行了电子密度拓扑分析,并讨论了被插入前后C—H键中H原子的积分能量变化.     

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.     

烷烃的取代反应——Ⅳ.长链烷烃经光氯化制备伯位取代物

氯代烷在脂族化合物的合成中,是重要的起始原料。但是它们的制备,特别是长链伯位氯代烷的制备,虽然有许多方法,但由于原料不易得,或由于产物纯度不高(含有异构体),而步骤又较繁多,限制了它的研究和应用.这也就限制了长链烷烃各种取代化合物的研究与应用。 作者等曾发现了一种新的伯位氯代烷的制备方法。即以烷烃在与100％硫酸搅拌时进行光照通氯,得到伯位取代物。此法产率虽然不高,但方法简便,产物纯度高,不含仲位异构     

负载型Rh, Ru催化剂上甲烷部分氧化制合成气反应机理的原位时间分辨红外光谱研究

采用原位时间分辨红外光谱(in situ TR-FTIR)技术, 在500~600℃、时间分辨率优于0.3 s的条件下, 对CH4/O2/He (2/1/45, 摩尔比)混合气在不同预处理后的Rh/SiO2, Ru/?-Al2O3和Ru/SiO2上的反应及其与催化剂上吸附CO物种的作用情况进行了跟踪、考察. 实验结果表明, 在还原态和工作态Rh/SiO2上, CO是POM反应的初级产物. 由甲烷直接脱氢生成表面吸附氢和CHx (x = 1~3)物种, 后者再进一步氧化生成CO是Rh/SiO2上POM反应的主要途径. 在Ru/?-Al2O3, Ru/SiO2和氧化态的Rh/SiO2上, CO2是CH4/O2/He混合气反应的初级产物. CH4与CO2和H2O的重整反应是Ru/?-Al2O3和Ru/SiO2上CO和H2生成的主要途径. 在Rh/SiO2和Ru/?-Al2O3上, 催化剂表面吸附CO物种的进一步氧化是POM反应中CO2生成的重要途径之一.     

胆固醇在悬汞电极上的吸附及电化学行为

胆固醇是一种重要的生化物质,对心血营病的发生有很大影响,有关研究颇受人们关注。在胆固醇分子中,除去一般烷烃结构外,仅有一个独立的双键和羟基,经典极谱学认为,这一类官能团不能在电极上还原或氧化,即不具有电活性。作者发现胆固醇在悬汞电极上有明显的吸附现象,吸附后的胆固醇能够发生电极反应。本文用线性扫描伏安法和计时库仑法研究了胆固醇吸附的条件和性质,并对电极上发生的氧化还原反应机理进行了探讨。     

分子筛催化萜烯烷氧基化反应的研究——α-蒎烯和β-蒎烯的甲氧基化反应

近来我们对分子筛催化萜烯烷氧基化反应进行了研究。曾报道了氢型丝光沸石催化莰烯、三环烯和C_1—C_4醇进行烷氧基化反应的结果,同时还探讨了该系列产物的结构和香气之间的关系。关于α-蒎烯(3)和β-蒎烯(5)的烷氧基化反应已有若干文献报道,所使用的催化     

微生物氧化十八烯-(9)-一酸生成1,18-十八烯-(9)-二酸研究

1,18-十八烯-(9)-二酸是某些植物的次生代谢产物,在合成塑料、涂料及香料等方面有广泛用途。由于该酸有一个不饱和双键,所以用化学合成法获得该α,ω-二酸是比较困难的。我们在研究中发现一株Candida tropicalts多倍体突变种能选择性地氧化十八烯-(9)-一酸的甲基末端,生成1,18-十八烯-(9)-二酸。经过试验,发酵120小时后,加硫酸酸化至pH 1～2,用乙醚提取得1,18-十八烯-(9)-二酸     

抚仙湖近现代沉积物中长链支链烷烃和环烷烃的检出及可能的环境意义

抚仙湖是寡营养大型淡水深水湖,在该湖近百年的沉积物中检出了高丰度的含季碳原子的长链支链烷烃(C2n支链烷烃)、长链环戊烷和长链环己烷系列化合物,其分布特征表现为独特的奇碳或偶碳模式.检出的8种C2n支链烷烃和长链环烷烃在沉积剖面上具有完全一致的丰度变化,表明它们来源的一致性.同时这两类化合物与藻类和细菌来源的短链奇碳正构烷烃(C20)、3-甲基烷烃、藿烯、多不饱和脂肪酸、植醇、甾醇、以及长链烷基二醇在剖面上具有相似的丰度变化;而与高等植物来源的长链奇碳正构烷烃具有一定的丰度变化差异,这表明C2n化合物和长链环烷烃可能与水体中藻类和细菌的输入有关,特别是低氧含量水体中改造藻类有机质的异养细菌,这与抚仙湖独特的水体环境有关.     

含钒催化剂作用下生物质选择性氧化制备甲酸

甲酸是重要的化工原料,从生物质制取甲酸可实现甲酸生产的可持续化.目前生物质高效转化为甲酸的方法主要为含钒杂多酸、Na VO3/H2SO4和VOSO4体系催化下的水热氧化法.该方法条件温和,制得的甲酸纯度高,是一种很有潜力的甲酸制取方法.本文介绍了含钒杂多酸、Na VO3/H2SO4和VOSO4催化剂体系中生物质选择性氧化、甲酸生成机理、生物质转化过程中水解和氧化之间的各种反应关系以及催化剂的重复使用方法,分析了生物质选择性氧化制甲酸过程中存在的问题,并尝试提出生物质制甲酸研究进一步的发展方向.     

墨西哥湾沉积物中PMI系列生物标记物及其碳同位素组成

在墨西哥湾海底沉积物中检测到一组含有1～5个不饱和双键、不规则2,6,10,15,19-五甲基二十烯烃(PMI)系列化合物, 其在色谱图上分布在nC22 ～ nC24之间. 这些化合物具有极负的碳同位素组成,13C比值在86.7‰～ 115.5‰之间, 而与其伴生的正构烷烃化合物碳同位素比值在28.4‰～ 34.6‰之间. 这些化合物是海底甲烷古细菌厌氧氧化活动所产生的特征生物标志物, 指示着海底存在天然气渗漏或有天然气水合物的产出.