稳态与瞬态荧光光谱仪在本科教学中的探索实践

大型仪器的高度开发使用与教学工作的有机结合在本科教学中仍旧是一项较有挑战性的工作。为进一步提升学生课程理论知识与分析仪器使用的融合度,本文以稳态与瞬态荧光光谱仪为例,将大型分析仪器与大学中各个阶段学生的学习实践相结合,以提高不同学习阶段的学生稳态与瞬态荧光光谱分析能力,掌握荧光光谱仪使用方法与技能,培养学生利用仪器解决科学问题的能力,提升相关专业的科研素养。

甲烷等离子体偶联合成碳二烃反应过渡态和反应途径的理论研究

提出甲烷等离子体偶联合成碳二烃的主要基元反应是甲烷与甲基、亚甲基、次甲基的自由基反应 ,并用半经验量子化学的 PM3方法 ,对可能的反应途径进行了量子化学研究 ,得到了过渡态的构型 ,计算了反应热及活化能 .计算结果表明 :反应主产物为乙烷 。

催化合成氯代异丙烷反应动力学研究

研究了以盐酸和异丙醇为原料 ,氯化锌为催化剂合成氯代异丙烷的工艺条件 ,并对反应动力学过程进行了分析。结果表明 :反应在适宜工艺条件下 ,氯代异丙烷的收率为 81 .6%。本征动力学方程为 r =k[Zn Cl2 ]2 .8[HCl][(CH3 ) 2 CHOH],表观反应活化能为 72 .3 1 k J/ mol,催化剂活性组分可能为 [(Zn2 Cl5) -·(H3 O) + ],反应以 SN1和

唑基-羧基-过渡金属离子三元体系的结构和磁性能研究进展

唑基-羧基-过渡金属离子三元体系金属配合物以其结构新颖和多样性在荧光、吸附、磁性等方面显示出诱人的应用前景,成为当前配位化学和材料科学领域的研究热点之一.环状的唑基因氮给体数目和位置的不同而表现出灵活多变的键合模式以及良好的与去质子的羧基协同配位能力.因此,唑基-羧基混合配体体系可以形成多核簇、螺旋链、闭合环状等多种子结构单元的金属配合物,进而诱导出新颖多样的磁相互作用能力.本文从唑基-羧基混配磁性配合物的结构和磁学性能方面综述了近年来该领域所取得的一些有意义的研究成果和基本规律.

2-氯吡啶光氯化夺氢反应机理的量子化学研究

用PM3方法研究了2-氯吡啶光氯化夺氢反应生成不同氯代产物的两个主要基元反应过渡态,并计算比较了不同反应路径活化能的高低.结果表明,不同产物以生成2,6-二氯吡啶的活化能最低.生成2,6-二氯吡啶两个连续的基元反应的活化能分别为9.43和15.56kJ/mol,反应优先生成2,6-二氯吡啶.

甲烷偶联合成碳二烃反应研究进展

甲烷直接转化为烃类是天然气合理利用的趋势和资源优化配置的要求 ,近年来国内外的相关研究日新月异。本文综述了甲烷偶联制碳二烃反应中的催化剂和技术。

氯代异丁烷合成工艺条件研究

采用吡啶为催化剂氯化亚砜与异丁醇反应合成氯代异丁烷 ,探讨了合成反应条件对氯代异丁烷收率的影响。在氯化亚砜∶异丁醇 =1 .2 5∶1 (物质的量比 ) ,反应温度 70℃ ,催化剂浓度 3 .1 3 % ,反应时间 4h的优化工艺条件下 ,氯代异丁烷的收率为 65.7%

吡啶气相光氯化反应机理的理论研究──夺氢机理过渡态和IRC解析

氯自由基与吡啶分子发生夺氢反应生成 2 -氯吡啶、 3-氯吡啶和 4 -氯吡啶等不同产物主要由两个连续的基元反应组成 .研究了生成不同氯代产物的每一个基元反应过渡态 ,计算比较了不同反应路径活化能的高低 ,结果表明 ,不同产物以生成 2 -氯吡啶的活化能最低 ,生成 2 -氯吡啶两个连续基元反应的活化能分别为8.33k J/mol和 1 .5 1 k J/mol,反应优先生成 2 -氯吡啶 ,并对邻位反应路径进行了键级、净电荷密度和 IRC解析 .

3,4′,5-三甲氧基-1,2-二苯乙烯合成、晶体结构与量子化学研究

利用Wittig-Horner反应制备了抗癌保健药物白藜芦醇的前体化合物3,4′,5-三甲氧基-1,2-二苯乙烯,单晶结构解析结果表明,该晶体属于三斜晶系,空间群P1,晶胞参数:a=0.9960(12)nm,b=1.0040(12)nm,c=1.6194(19)nm,α=90.702(2)°,β=105.515(2)°,γ=111.815(2)°,V=1.6194(3)nm3,Dc=1.249Mg/m3,结构基元分子数Z=2.对晶体结构的结构基元进行了量子化学研究,计算结果表明,3,4′,5-三甲氧基-1,2-二苯乙烯晶体结构基元与组成结构基元分子两种不同构象能量和的差值为ΔEBSSE=5.51kJ/mol.因此,晶体结构基元中两种构象之间存在π-π堆积相互作用.

吡啶气相光氯化反应理论研究──加成反应机理的过渡态和IRC解析

通过PM3方法研究氯自由基与吡啶分子加成反应的结果表明，生成不同产物2－氯吡啶、3－氯吡啶、4-氯吡啶的每一个反应通道都存在两个过渡态，生成2－氯吡啶反应路径主过渡态的能量及活化能最低，分别为-110 293．6和 139．2 kJ／mol，反应优先生成2－氯吡啶，与实验结果一致．生成2－氰吡啶反应过程（IRC）相关的键长、键级和原子净电荷变化表明，吡啶环反应部位C原子与Cl 加成形成C—Cl键主要与共轭双键断裂同步，而C—H键的断裂主要与共轭双键的重新形成同步．反应进程中氯原子净电荷从增加到减少的变化是氯原子诱导效应吸引电子和p－π共轭电荷平均分布等相互作用的结果．

X-射线单晶衍射仪应用于本科实验教学的探索

将X-射线单晶衍射仪应用于本科综合实验教学,使学生熟悉仪器的使用方法,提高了学生综合实验能力,培养了学生的科研意识和创新精神。通过实践不仅促进了大型精密仪器与本科实验教学的有机结合,而且推动了研究型学习和创新性教学方式的改革。

1,1′-联2-萘酚合成工艺的改进

在以β-萘酚为原料,进行三氯化铁氧化偶联反应合成1,1’-联2-萘酚的过程中,对两种溶剂(即水和甲醇-水)进行了比较。结果表明,前者为非均相反应,程序复杂,后处理困难,产率低;后者为均相反应,操作简便。当β-萘酚/FeCl_3·6H_2O(摩尔比)=1:1.6时产率可达到70.5％。

白藜芦醇清理羟基自由基夺氢机理的量子化学研究

在DFT方法的B3LYP/6-31G水平下,对反式白藜芦醇分子的所有可能构象进行了优化,并对最稳定构象进行了自然键轨道分析.键级数据表明,白藜芦醇清理羟基自由基最活泼反应位点应为其单羟基环上的羟基,对产物白藜芦醇自由基的优化结果表明,单羟基环氧自由基的稳定性最高.在B3LYP/6-31G水平下寻找白藜芦醇单羟基环羟基清理羟基自由基的过渡态,频率分析结果表明只存在一个虚频.对该过渡态结构进行内禀反应坐标反应路径解析(IRC),结果表明,过渡态沿反应坐标方向分别指向反应物络合物和产物络合物,反应通道各个能量驻点显示反应物与反应物络合物的能量差为E1=173.5193kJ/mol,反应物络合物与过渡态、反应物络合物与产物的能量差分别为Ea=16.5143kJ/mol,E2=51.8799kJ/mol.可见反应物的能量远高于过渡态及产物,因此,反应物络合物的形成应是整个反应的驱动力.

杂多酸催化苯氧化合成苯酚反应研究

制备出 Keggin和 Dawson两种结构的钼钒磷杂多酸。化学方法分析其元素组成。用 IR、XRD等手段对杂多酸进行结构物相分析。并将其应用于苯氧化合成苯酚反应 ,研究反应温度、催化剂浓度等因素对催化剂活性的影响规律。在温度范围 60～ 70℃ ,催化剂浓度 0 .0 1 7～ 0 .0 2 7mol/ L,H2 O2 起始量为 0～ 2 .3 6m L条件下 ,苯酚收率 >1 8%,选择性 >97%。

固体超强酸SO_4^(2-)/WO_3-ZrO_2催化苯胺N-乙基化反应研究

制备复合氧化物固体超强酸催化剂 SO2 - 4 / WO3 Zr O2 ,将其应用于常压气相法苯胺 N 乙基化反应。结果表明 :催化剂有较好的催化活性 ,苯胺转化率 >98% ,N,N二乙基苯胺 ( DEA)的选择性 >95%。催化剂的焙烧过程中 ,WO3分散在 Zr O2 表面 ,对介稳的 Zr O2 四方晶相起一定的稳定作用 。

二氧化碳膜分离技术

分离CO2是当前能源和环境领域最重要的课题之一,与传统方法相比,膜分离法由于具有投资少、能耗低且环境友好等优点备受关注。介绍了CO2膜分离技术的原理、传递机制、工艺流程,着重论述了国内外各种CO2膜分离技术的工作原理、研究现状,应用条件及优缺点,并对各种膜的发展方向进行了展望。

(R)-沙丁胺醇的合成研究进展

介绍了通过色谱分离法或化学方法进行外消旋底物的拆分或前手性底物的不对称化来制备 (R) 沙丁胺醇的方法 ,讨论了采用新型手性催化剂。

鸟嘌呤受羟基自由基损伤反应机理的量子化学研究

用密度泛函理论(DFT)研究羟基自由基与鸟嘌呤分子加成反应的过渡态,并进行内禀反应坐标(IRC)反应路径解析,结果表明,羟基自由基加成到鸟嘌呤碳碳双键上.利用B3LYP/6-31++G**对反应物、反应物络合物、过渡态以及产物络合物等反应通道上各个能量驻点的能量进行了计算,得到反应活化能Ea=28.0867 kJ/mol.AIM计算结果显示,过渡态结构中鸟嘌呤分子碳碳双键结构被削弱,羟基自由基氧原子与鸟嘌呤分子碳碳双键中的C4原子具有较强的相互作用,双键中剩余的π电子离域到了环体系中.

磺酸基功能化有序介孔材料合成方法的研究进展

介绍了近年来磺酸基功能化有序介孔材料的合成方法,对比了各种合成方法的优缺点,并对有序介孔固体磺酸的合成方向进行了展望。

如何让学生“爱上”物理化学

结合多年的教学实践和物理化学课程自身的特点,阐述了通过重视第一堂课、多角度增强课堂内容的趣味性、多种教学方式有机结合、加强与学生沟通等多种手段可以有效提高课堂教学质量和效果。