理论化学方法阐明化学反应热力学控制与动力学控制的概念——推荐一个Diels-Alder反应的计算化学实验

设计了一个适用于化学专业高年级本科生的综合计算化学实验。该实验通过量子化学计算,研究了有机化学教材中一个典型的Diels-Alder反应,给出了反应过程的微观物理图像以及反应的热力学和动力学性质的定量信息,阐明了化学反应中热力学控制和动力学控制的基本概念。该实验旨在培养学生使用计算化学方法研究化学问题的基本技能,加深其对物质结构与性能之间关系的理解。该实验也是对学生进行辩证唯物主义世界观和方法论教育的一个具体实例,着重引导学生充分认识矛盾的普遍性,擅于用联系观和发展观分析和解决化学实际问题。

Baeyer-Villiger重排机理及基团迁移规律的量子化学计算研究——推荐一个研究型计算化学实验

介绍一个面向高年级本科生的研究型计算化学实验。Baeyer-Villiger(B-V)重排是有机合成中最基本的反应类型之一,是有机化学课程的重要教学内容,但人们对B-V重排迁移规律的认识存在争议。这种争议在课堂教学中常被忽视。本实验利用高斯计算软件,通过量子化学计算分析了B-V反应的微观机制和基团的迁移规律。本实验旨在训练学生使用化学计算方法开展科学研究的基本思路,培养学生批判性思维能力,提升学生的科研素养。

以“进程分离”为特征的新型催化串联反应

基于合成化学领域的最新研究成果,凝练出一类以“催化进程分离”为特征的新型催化串联反应。该类反应中各步反应从时间进程上先后分别发生,各自独立进行、互不影响,具有与《物理化学》教科书中传统催化串联反应明显不同的动力学特征。本文以一典型反应为例,介绍该类反应的基本特征及其在合成化学领域的重要性,并基于文献中量子化学计算结果合理解释了“进程分离”的微观本质,给出了理解该类动力学特征的一般理论模型。

理论与计算化学在基础化学课程中的应用:1,2-环氧化物开环反应

1,2-环氧化物开环反应是化学类各专业有机化学课程中的重要教学内容,教材中的描述缺少定量、直观信息,学生通常采用机械记忆方式予以学习,不能完全理解相关的反应机制。本文设计了一个用理论化学方法研究化学反应的典型案例,通过量子化学计算探讨了酸、碱催化1,2-环氧化物开环反应的分子机制,揭示了反应的热力学和动力学性质,描绘了反应过程的直观物理图像,给出了理解反应区域选择性的定量信息。论文将计算量子化学与有机化学教学内容有机融合,不仅有助于学生加深对化学基本概念和基础理论的理解,而且有助于学生开阔视野、拓展思路,使学生充分认识到理论计算是开展化学研究的重要手段。

基于HMO方法、FMO理论和DFT计算理解Diels-Alder反应的立体专一性、区域选择性和立体选择性

Diels-Alder(D-A)反应是基础有机化学的重要教学内容,也是结构化学中运用物质结构基本原理予以分析处理的典型化学反应。本文基于休克尔分子轨道(HMO)方法、前线分子轨道(FMO)理论和量子化学计算研究了1-甲氧基-1,3-丁二烯和丙烯醛的Diels-Alder反应,给出了理解反应立体专一性、区域选择性和立体选择性的定量信息和直观物理图像。研究结果有助于加深学生对D-A反应特点和规律的认识、培养学生对计算化学的兴趣、提高学生分析问题和解决问题的能力。

金催化炔基苯并二英环化合成8-羟基异香豆素的理论研究

通过密度泛函理论(DFT)计算对金催化炔基苯并二英环化合成8-羟基异香豆素反应进行了研究,探讨了详细的分子机理,获得了一些与实验研究不同的认知.水分子既是反应物又扮演了质子梭的角色,与金络合物协同作用促进反应在温和条件下进行;亲核加成的优势进攻位点为底物远离氧杂苯环一侧的C(sp^(3))原子,导致底物中C(sp^(3))—O键断裂;新的C—O键形成与底物中C—O键的断裂遵循分步机制;副产物丙酮中的氧来源于反应体系中水的贡献;反应的区域选择性起源于取代基诱导的炔基π电子极化.

复合型可降解插花泥的制备

以酚醛树脂和脲醛树脂为主要原料制备了可降解的插花泥，考察了影响其吸水性和保水性的一些因素。最佳的制备条件为：100份酚醛树脂，30份脲醛树脂，6份表面活性剂，10份发泡剂，20份固化剂；对甲苯磺酸-磷酸为固化剂，戊烷为发泡剂，发泡温度为50～55％；在优化条件下制得的花泥其吸水率可达38．4倍，5d后的保水率仍为80．2％。

谷歌神经机器翻译英汉译文分析

本文以谷歌神经机器翻译(Google Neural Machine Translation,简称GNMT)为测试对象,选取三篇不同文体的英语文本,利用GNMT进行在线翻译,生成汉语译文,然后采取人工评价的方法,以"译文可理解率"为评价标准,对GNMT的英汉翻译效果进行分析,最后总结了译文中存在的一些问题。

乙基溴化镁与二异丙基酮反应的计算化学研究

格氏试剂与羰基化合物的亲核加成反应是构建C―C键的经典反应,该反应通常伴生的副反应主要包括羰基化合物的还原反应、烯醇化反应等。以乙基溴化镁(EtMgBr)与二异丙基酮(CO(iPr)_(2))的反应为例,通过量子化学计算研究了格氏试剂与羰基化合物的亲核加成反应、还原反应和烯醇化反应。结果表明,通过Schlenk平衡形成的二乙基镁(MgEt_(2))比EtMgBr更容易与CO(iPr)_(2)反应,与教科书中定性描述的反应机理明显不同;乙醚溶剂对反应性能有重要影响,特别是更有利于亲核加成反应;计算的三个反应的能垒差可以合理解释实验所观察的主产物与副产物的产率比。

接受理论视角下《长恨歌》中文化意象的翻译

基于接受理论中期待视野和意义空白的理论内涵,本文对中国唐代诗人白居易的叙事长诗《长恨歌》以及William John Bainbrigge Fletcher、Herbert Allen Giles、许渊冲、杨宪益和戴乃迭夫妇的英译本进行对比分析发现:1)许译采取注释方法或者结合直译、意译处理文化意象的翻译,这样即保留了浓厚的中国文化色彩又阐释出文化意象的隐含含义,满足并拓展译语读者的经验视野,并尽量保留原诗文化意象的比喻特征或者转换修辞技巧,拓写原诗的意义空白和艺术魅力,丰富译语读者的审美体验,相较为最佳版本;2)四个译本存在文化意象翻译不当或者翻译错误问题,这是由民族历史、宗教信仰、思维模式、英汉语言特征、译者的主体性层面的差异造成的。

芳香化合物磺化反应机理的计算化学研究

磺化反应是芳香化合物最重要的反应类型之一。最新理论研究表明,磺化反应一般遵循三分子反应机理,这与有机化学教材中描述的双分子机理有明显区别。以甲苯的磺化反应为例,通过密度泛函理论计算研究了磺化反应的分子机理、区域选择性以及溶剂对反应性能的影响,并通过比较苯、甲苯和硝基苯磺化反应的计算结果,分析了取代基对磺化反应性能的影响。旨在通过对模型反应的计算化学研究,及时更新并深化对磺化反应机理的理解,进而提高相关教学内容的创新性、高阶性和挑战度。