草酸双过氧钒配合物与有机配体相互作用的NMR和ESI-MS研究

应用~1H,^(13)C和^(51)V多核NMR技术和电喷雾质谱等谱学手段研究草酸双过氧钒配合物与吡啶、4-甲基咪唑、咪唑等有机配体的相互作用.研究发现:这些相互作用都生成过氧钒物种[OV(O_2)_2L]-(L为有机配体),其从易到难的顺序为咪唑>4-甲基咪唑>吡啶.当配体为4-甲基咪唑时,产物是一对未见报道的异构体.研究结果表明:将NMR技术和电喷雾质谱有机结合是研究此类体系切实可行的方法,有助于揭示钒化合物与有机配体相互作用的规律和机制.

咪唑类配体与双过氧钒配合物相互作用的NMR研究

为探讨咪唑环上取代基团对反应平衡的影响,在模拟生理条件(0.15 mol·L^(-1)NaCl溶液)下,应用多核(~1H、^(13)C和^(51)V)、扩散排序谱(DOSY)以及变温NMR等谱学技术研究双过氧钒配合物NH_4[OV(O_2)_2{2-(2'-Pyri-dine)- [midazole}]·4H_2O(简写为bpV(Imi-Py))和咪唑类配体(咪唑、2-甲基-咪唑、4-甲基-咪唑和组氨酸)的相互作用,其从强到弱的顺序为咪唑≈4-甲基-咪唑>2-甲基-咪唑>组氨酸.研究结果表明,咪唑环上取代基团空间位阻对反应平衡产生较大影响,同时竞争配位的结果导致新的6配位过氧物种[OV(O_2)_2L]^-(L为咪唑类配体)的生成,当配体为4-甲基-咪唑和组氨酸时,生成的则是一对异构体.

双过氧钒配合物与N-乙基咪唑相互作用的NMR研究

为探讨过氧钒配合物中有机配体对反应平衡的影响,在模拟生理条件下(0.15mol·L-1NaCl溶液),应用多核(1H、13C和51V)多维(COSY和HSQC)核磁共振(NMR)以及变温技术等谱学方法研究双过氧钒配合物[OV(O2)2L]-(L=D2O或HOD,与之配位的过氧钒物种简写为bpV)和[OV(O2)2LL′]n{-n=1-2,LL′=3-羟基-皮考啉酸根(3-OH-pic),2-(2′-吡啶)-咪唑(py-im),1,10-邻菲啰啉(phen),与它们配位的含钒物种分别简写为bpV(3-OH-pic)、bpV(py-im)和bpV(phen)}与N-乙基咪唑(N-Et-im)的相互作用.实验结果表明,N-Et-im与4种双过氧钒配合物反应性从强到弱的顺序为bpV>bpV(3-OH-pic)>bpV(py-im)>bpV(phen).研究表明,金属中心上配体的配位能力、空间位阻和分子量等因素都对反应平衡产生较大的影响,同时竞争配位的结果导致新的6配位过氧物种[OV(O2)2(N-Et-im)]-的生成.利用上述谱学方法有助于揭示此类相互作用体系的反应过程和配位方式.

NMR研究N-甲基咪唑与双过氧钒配合物的相互作用

为探讨过氧钒配合物上有机配体对反应平衡的影响,在模拟生理条件下(0.15mol/L NaCl溶液),应用多核(1H,13C和51V)多维(COSY)NMR以及变温技术等谱学方法研究双过氧钒配合物[OV(O2)2LL']n-[n=1～3,LL'=oxalate(缩写为oxa)、picolinate(缩写为pic)、bipyridine(缩写为bipy)和1,10-phenanthroline(缩写为phen),与它们配位的含钒物种分别缩写为bpV(oxa),bpV(pic),bpV(bipy)和bpV(phen)]与N-甲基咪唑(缩写为N-Me-Im)的相互作用,实验结果表明N-Me-Im与4种双过氧钒配合物的反应活性从强到弱的顺序为:bpV(oxa)>bpV(pic)>bpV(bipy)>bpV(phen).研究表明金属中心上配体的配位能力和空间位阻都对反应平衡产生较大的影响,同时竞争配位的结果导致新的过氧物种[OV(O2)2(N-Me-Im)]-的生成,而利用上述谱学方法则有助于揭示此类相互作用体系的反应过程和配位方式.

有机双过氧钒化合物的合成及其与小分子相互作用研究

在过去的20年里,双过氧钒化合物的合成及其与小分子相互作用一直是化学和生物学研究的热点之一.本文在合成并表征数种双过氧钒化合物的基础上,利用多核(1H、13C、14N、15N和51V)、多维(1H-1H COSY、13C-1H COSY和DOSY)和变温NMR等谱学手段,结合ESI-MS技术和理论计算,系统研究了相互作用前后体系中各物种的溶液结构,对一些实验现象进行了解释,探讨了相互作用的模式和规律.主要结果总结如下:1.在合成草酸双过氧钒的基础上,利用多种NMR谱学手段研究了双过氧钒和组氨酸类化合物的相互作用,在溶液中观察到His和Carns等有机配体主要以其咪唑环上的ε-N与中心金属钒配位,这和从海洋生物Curvularia inaequalis分离出来的氯过氧化物酶(Chloroperoxidase)的活性中心His496有着相同的配位方式.理论计算表明溶剂效应对该配位方式起着关键的作用.此外,利用ESI-MS技术结合理论计算,通过比较体系在溶液和气相中行为的异同,对气相中物种[OV(O2)2(L)2]-(L为配体)可能的结构给予了解释,认为中心金属钒与溶液中一样还是6配位而不是Conte等人认为的7配位,第二个配体分子通过氢键与物种[OV(O2)2(L)2]-结合在一起.2.在合成数种双过氧钒化合物的基础上,利用多种NMR技术结合ESI-MS等谱学方法系统研究了双过氧钒化合物和咪唑、吡啶、取代吡啶、精氨酸、皮考啉酯以及皮考啉酰胺等有机配体的相互作用,建立了一套适合研究过氧钒化合物与有机小分子相互作用的谱学方法.利用核磁共振中扩散排序(DOSY)技术,实现了混合物中各组分在样品管中的"虚"分离,并利用谱图编辑技术得到混合物中各组分的化学位移即结构信息.由于DOSY的使用避免了繁琐的分离,因此它是一种非常有应用前景的研究混合物的谱学方法.3.在相互作用体系NH4VO3/H2O2/2-(2′-Py)-Imi中合成了一种新的双过氧钒化合物.经NMR、IR、X-ray衍射和元素分析等谱学方法或分析手段确定其组成[NH4{OV(O2)2{2-(2′-Py)-Imi}·4H2O}]和结构,其51V的化学位移在单核双过氧钒化合物中是最大的.目前已报道双过氧钒化合物的晶体结构约为10个,本文所合成的为第一个具有不对称双氮双齿配体的双过氧钒化合物.

双过氧钒配合物与吡啶类配体相互作用的NMR研究

为探讨单齿/双齿吡啶类配体对反应平衡的影响,在模拟生理条件下(0.15mol·L-1NaCl溶液),应用多核(1H、13C和51V)多维(COSY,HSQC和HMBC)以及变温NMR技术研究双过氧钒配合物[OV(O2)2(D2O)]-/[OV(O2)2(HOD)]-(简写为bpV)与系列吡啶类配体的相互作用,研究结果表明bpV与有机配体的反应性从强到弱的顺序为:2,2′-联吡啶>2,2′-联吡啶-4,4′-二甲酸根>吡啶>异烟酸根,这说明双齿吡啶类配体配位能力强于单齿配体,而不带羧基的吡啶类配体(单齿或双齿)配位能力强于所对应的带羧基的取代吡啶,竞争配位导致一系列新的6配位(配体为吡啶或异烟酸根)或7配位(配体为2,2′-联吡啶或2,2′-联吡啶-4,4′-二甲酸根)的过氧钒物种[OV(O2)2LL′]n-(LL′=吡啶类配体,n=1,2,3)生成。

雷公藤中的二萜内酯类成分

目的研究雷公藤(Tripterygium wilfordii Hook.F.)的化学成分。方法应用各种色谱技术进行分离纯化,用 UV,IR,~1H NMR,MS,HRMS,~1H-~1H COSY,~1H-^(13)C COSY 和 NOESY 等光谱鉴定化合物的结构。结果共分离得到4个化合物:Ⅰ为16-羟基雷公藤内酯醇(16-hydroxytriptolide),Ⅱ为15-羟基雷公藤内酯醇(雷醇内酯,triptolidenol),Ⅲ为雷公藤乙素(tripdiolide),Ⅳ为雷公藤乙素的差向异构体,命名为2-表雷公藤乙素(2-epitripdiolide)。结论化合物Ⅳ为新二萜内酯化合物。

NMR研究草酸双过氧钒配合物与精氨酸的相互作用

应用多核 (1H ,13 C ,15N和51V)NMR、二维扩散排序谱 (2DDOSY)、变温NMR以及电喷雾质谱 (ESI MS)等谱学方法研究草酸双过氧钒配合物与精氨酸 (Arg)的相互作用 ,发现该相互作用体系可生成以氨基配位的新过氧钒物种[OV(O2 ) 2 Arg] -。

2-(3-巯基-2-吡啶基)苯并咪唑分子内质子转移及溶剂化效应

在B3LYP/6-31G(d,p)和TD B3LYP/6-31++G(d,p)//CIS/6-31G(d,p)水平上,研究了2-(3-巯基-2-吡啶基)苯并咪唑(MPyBI)在气相和七种溶剂(环己烷、苯、三氯甲烷、乙醇、乙腈、二甲亚砜和水)中基态和激发态的分子内质子转移(GSIPT和ESIPT)过程.在基态势能面的研究中发现,该化合物存在分子内双质子转移,其中分步的双质子转移在动力学上具有优势.同时对激发态质子转移势能面及激发态转移过程中的光物理现象进行了研究,结果表明该化合物存在快速的无能垒的激发态分子内质子转移,随着溶剂极性的增强,可以降低基态过渡态的能垒,改变硫醇式与硫酮式互变异构体的比例,从而灵敏地控制荧光的强度.

光谱法研究七元瓜环作用下2-(2-羟苯基)咪唑并[1,2-a]吡啶的质子转移

采用荧光发射光谱法、瞬态荧光光谱法和紫外-可见光谱法考察了七元瓜环(CB7)与2-(2-羟苯基)咪唑并[1,2-a]吡啶(HPIP)的相互作用,结果表明二者发生了相互作用.瞬态荧光光谱结果表明,CB7的加入使荧光寿命下降而量子产率逐渐增加,在1,4-二氧六环溶液中,CB7的加入限制了HPIP的质子转移过程,而在环己烷溶液中则有利于HPIP的激发态质子转移.采用Benesi-Hildebrand方程对所测数据进行了线性拟合,结果表明形成了化学计量比为1∶1的复合物.

双过氧钒配合物与N-取代皮考啉酰胺相互作用的NMR研究

为了探讨有机配体上取代基团对反应平衡的影响,在模拟生理条件下(0.15mol/LNaCl溶液),应用多核(1H,13C和51V)多维(COSY和DOSY)NMR以及变温技术等谱学方法研究双过氧钒配合物[OV(O2)2(D2O)]-/[OV(O2)2(HOD)]-与N-取代皮考啉酰胺的相互作用.它们反应性从强到弱的顺序为:N-甲基-皮考啉酰胺≈N-(2-羟乙基)-皮考啉酰胺>N-乙基-皮考啉酰胺>N-丙基-皮考啉酰胺,这说明了皮考啉酰胺N上取代基的电子效应影响反应.竞争配位导致一系列新的7配位的过氧钒物种生成,而利用上述谱学方法则有助于揭示此类相互作用体系的反应过程和配位机制.

八元瓜环超分子作用下2-(2-氨基-3-吡啶基)苯并咪唑的质子转移

利用荧光发射光谱、紫外吸收光谱和核磁共振氢谱(1H NMR)研究了八元瓜环(CB8)与2-(2-氨基-3-吡啶基)苯并咪唑(2-A3PyBI)的超分子相互作用及其对2-A3PyBI分子内质子转移过程的影响.结果表明,在水溶液中2-A3PyBI具有双重荧光发射峰,分别对应其2种质子转移异构体.固定pH值下的荧光滴定实验表明主客体包合比为1∶2,2-A3PyBI进入CB8空腔后促进了其分子内激发态质子转移过程.同时,1HNMR结果表明2-A3PyBI的苯环部分进入了CB8空腔.

纳米腔限制环境下2-(2-羟苯基)苯并噻唑的质子转移

采用稳态和瞬态荧光法对2-(2-羟苯基)苯并噻唑(HBT)与七元瓜环(CB7)的超分子作用及CB7分子纳米腔限制作用对HBT激发态质子转移(ESIPT)过程进行了研究,并采用Benesi-Hildebrand方程对荧光数据进行处理,以确定超分子复合物的组成比.结果表明,在N,N-二甲基甲酰胺(DMF)和二氯甲烷溶液中,CB7与HBT的作用均形成化学计量比为1∶1的主客体复合物,HBT的质子转移对溶剂很敏感,CB7的加入,使HBT的荧光寿命降低,量子产率增大.在DMF溶液中,CB7的加入促进了酚氧负离子的形成,而在二氯甲烷溶液中,CB7的加入限制了HBT的激发态质子转移.结构优化计算表明,CB7与HBT能形成化学计量比为1∶1的复合物.

微波辐射一锅法合成1-羧甲基-3-甲基咪唑四氟硼酸离子液体

以N-甲基咪唑为原料,微波辐射一锅法合成了1-羧甲基-3-甲基咪唑四氟硼酸离子液体,其结构经1HNMR和IR表征。

溶液pH值及钨前驱体影响含钨过氧物种结构的Raman光谱研究

识别水溶液体系中含过渡金属W ,Mo的过氧物种结构是探索烯烃、醇及醛等与双氧水催化选择氧化反应机理的关键所在 ,本研究借助高灵敏度的共焦显微Raman光谱表征手段 ,考察了Na2 WO4,(NH4) 10 [H2 W12 O42 ]和H3 PW12 O40 三种含钨前驱体在不同pH值条件下与过量双氧水作用产生的主要过氧物种的结构特征 ,推测在酸性较强 (pH <2 3 )的条件下三者产生的主要过氧物种结构相同 ,可能是单核式的 [WO2 (O2 ) 2 (H2 O) ] 2 -,而二聚态或多聚态的过氧物种几乎不存在于体系中 ;此外 ,还首次建立了通过Raman光谱来半定量测定双氧水浓度的分析方法 ,并尝试用于双氧水催化分解的动力学研究中 .

超分子作用对2-(2-氨基苯基)苯并噻唑分子内质子转移的影响

采用稳态荧光、瞬态荧光及量子化学计算等手段对2-(2-氨基苯基)苯并噻唑(APBT)在不同溶剂中的质子转移进行了研究。结果表明,溶剂的极性及质子化对APBT的质子转移有较大的影响,通过对超分子作用的考察,发现七元瓜环(CB[7])的加入对APBT质子转移起到了一定的抑制作用,APBT与CB[7]能形成化学计量比为1:1的主客体包合物,同时测定了包合物的结合常数等热力学参数。此外,核磁共振氢谱和包合物的理论计算表明APBT分子进入了CB[7]的疏水空腔。

校企联合指导工科化学专业本科毕业设计的探索与研究

毕业设计是高校培养人才的重要教学环节,是培养学生运用能力和创新意识的重要途径。在高校扩招和全球金融危机的新形势下,传统的毕业设计模式已不能满足现代企业对人才的需求。针对工科化学专业在传统毕业设计过程中的不足,探讨了校企联合指导毕业设计的新型实践教学模式,实践结果表明,校企联合指导本科毕业设计是培养应用型工科化学专业人才的有效途径。

氧氟沙星与脲诱导牛血清白蛋白结合的机制研究

利用荧光光谱和紫外光谱研究了脲(Urea)对牛血清白蛋白(BSA)结构的影响以及氧氟沙星(Oflx)与脲诱导的BSA结合的情况.结果显示:Urea诱导BSA变性历经两步、三态且伴随中间态形成的过程中,随着Urea浓度的增大,BSA荧光强度降低并先蓝移(344～336nm),后又红移至350nm.Urea浓度在4.6～5.2mol/L范围时,Oflx对BSA中间态有强的猝灭作用(KQ=10.46×104L/mol,Urea4.8mol/L)和较大的结合常数(KA=3.8807×105L/mol,Urea4.8mol/L),但是结合位点数小(n=0.76,Urea5.0mol/L),能量传递效率低(E=0.3002,Urea4.8mol/L).同步荧光光谱显示:Urea诱导BSA去折叠时,色氨酸残基(Trp-212)微环境并未发生改变,而酪氨酸残基(Tyr)的最大荧光发射峰蓝移,Oflx的加入诱导Trp-212的微环境更具疏水性.Oflx加速了Urea对BSA的失活作用.

双过氧钒配合物与3-取代吡啶相互作用的NMR研究

为探讨有机配体上取代基团对反应平衡的影响,在模拟生理条件下(0.15mol/LNaCl溶液),应用多核(1H、13C和51V)多维(DOSY)以及变温NMR技术研究双过氧钒配合物[OV(O2)2(D2O)]-/[OV(O2)2(HOD)]-(简写为dpV)与3-取代吡啶的相互作用,并首次报道了一些物种的NMR化学位移.dpV与有机配体的反应性从强到弱的顺序为:吡啶>烟酸根>烟酸甲酰胺≈烟酸甲酯,这说明吡啶环上取代基影响反应平衡.竞争配位导致一系列新的6配位的过氧钒物种生成.密度泛函计算结果合理地解释了实验结果,并表明溶剂化效应在反应中起重要作用.

2-(2-氨基-3-吡啶基)-苯并咪唑的合成、晶体结构和荧光特性研究

在合成2-（2-氨基-3-吡啶基）-苯并咪唑的基础上,利用NMR（1H、13C、COSY、HSQC和HMBC）、MS、IR和UV进行了详细表征;通过X-ray单晶衍射仪测定了该化合物的晶体结构,实验结果表明该晶体属于三方晶系（空间群R3,a=1.833 7（3）nm,b=1.833 7（2）nm,c=1.777 7（4）nm,V=5.176 4（15）nm3,Z=18）,很好地支持了波谱表征的结果。同时,结合密度泛函计算,研究了2-（2-氨基-3-吡啶基）-苯并咪唑的荧光光谱。结果表明,化合物的双荧光不是由同一种异构体发射的,而是来源于不同异构体：长波区500~600 nm的荧光由K构型发射,短波区350~450 nm的发射由异构体E1和E2共同产生,理论预测的光谱与实验一致。