碳氟类降黏剂作用机理密度泛函计算

采用密度泛函的方法全优化计算了2-甲基丁基磺酸盐的全氟取代物、2-甲基丁酰胺的全氟取代物和5-氨基萘酚这3个模型化合物及其与H2O形成氢键的分子构型,二聚的5-氨基萘酚之间的氢键作用及其插入2-甲基丁基磺酸盐的全氟取代物后分子间的氢键作用,探索碳氟类降黏剂对原油降黏的作用机理。模拟计算表明,这3个模型化合物与3分子H2O缔合形成氢键,其氢键作用能分别为-48.9532 k J·mol-1、-14.9532 k J·mol-1、-46.7435 k J·mol-1。同时还计算二聚的5-氨基萘酚之间的氢键作用能为-25.0871 k J·mol-1,在其氢键构型基础上插入2-甲基丁基磺酸盐全氟取代物后,二聚的5-氨基萘酚之间的氢键被打破,其作用能为-100.3856 k J·mol-1。可以预测碳氟类含磺酸基团的降黏剂可以打破原油中胶质、沥青质分子间的氢键作用,分散原油中胶质、沥青质的聚集体,以达到原油降黏的目的。     

羟甲基取代效应对甘氨酸质子化的作用

采用MP2/6-31++G**//B3LYP/6-31++G**方法研究了丝氨酸和甘氨酸水致质子迁移的相对难易,探讨了羟甲基取代效应.得到两个主要结论:1)羟甲基取代甘氨酸中的α-H后,其吸电子效应削弱了迁移质子所在的化学键,导致质子迁移所需的最少水分子数目由2个减少为1个;2)通过比较羟甲基取代前后的质子迁移过程,发...     

二乙醚、二异丙醚与水分子间相互作用的理论研究

为研究聚氧乙烯醚与聚氧丙烯醚的亲水与疏水效应,本文将两者合理简化为二乙醚和二异丙醚,并在高精度的B3LYP/6-311++G**水平上,对其与水分子形成的复合物体系进行了理论研究。计算结果表明,二乙醚可与2个水分子形成氢键,作用强度为-10.40kcal·mol-1,复合物形成时电荷转移的范围较大;而二异丙醚仅可与单个水分子形成氢键,作用强度为-7.78 kcal·mol-1,复合物形成时电荷转移的范围较小。聚氧乙烯醚分子中的醚氧原子形成的两氢键体系更为稳定,亲水性更强;而聚氧烯醚分子中,由于甲基的加入对水分子的接近形成空间阻碍作用,因此醚氧原子与水分子仅能形成单氢键结构,亲水性较弱。     

基于分子修饰C-COS的高吸湿保湿机理

采用漆酶/2,2,6,6-四甲基哌啶-1-氧自由基(TEMPO)体系氧化壳寡糖制备了一种高吸湿保湿性羧基化壳寡糖(C-COS)。利用低场核磁共振(LF-NMR)、FTIR和13CNMR考察了其分子间氢键的变化并进一步推测出吸湿保湿机理。结果表明:在C-COS的吸湿过程中,聚合物分子与水之间存在着分子间氢键作用力。C-COS分子上极性较强的羧酸根产生了新的氢键效应,结合升温红外中3363、1643 cm~(–1)处吸收峰强度的减小和同样波数下吸收峰频率的蓝移以及溶胀红外中1643cm~(–1)处吸收峰强度的增加,确定了C-COS分子中羧酸根与水之间所形成的水合氢键(H—O—H···O—C==O)。另外,C-COS的保湿机理在于聚合物溶解在水体系中能够形成一种巨大的聚合物-水网状结构,促使水分子以氢键的形式被牢牢地锁住在这种网状结构中。     

5-甲基胞嘧啶互变异构体热力学稳定性及质子迁移机理的理论研究

采用密度泛函理论,在B3LYP/6-31++G//B3LYP/6-31G基组水平上对5-甲基胞嘧啶互变异构体及质子转移机理进行了研究,获得了10种5-甲基胞嘧啶互变异构体及12个异构化过渡态,并获得了互变异构过程的反应焓、活化能、活化吉布斯自由能和质子转移反应的速率常数等性质。计算结果表明,5-甲基胞嘧啶各互变异构体的相对热力学稳定性为:M1M3M4M5M6M2M7M8M9M10。其中氨-酮式结构M1能量最低,稳定性最高;亚氨-烯醇式结构M10相对能量最高,稳定性最低。在5-甲基胞嘧啶的异构化过程中,部分异构体之间可以相互转化,其中键旋转较质子迁移所需活化能较低,反应较易实现。由氨酮式M1通过分子内质子迁移及键旋转异构转化共有6条反应通道,其主通道(5)速控步骤的活化能为163.81 k J·mol~(-1),反应较难实现。     

晶体化合物(n-C_(12)H_(25)NH_3)_2CdCl_4(s)的制备及热化学研究

用水热合成法合成了晶体化合物(n-C12H25NH3)2Cd Cl4(s);根据热化学原理计算了化合物(n-C12H25NH3)2Cd Cl4(s)的晶格能为889.81 k J·mol-1。利用等温溶解-反应热量计,得到了该化合物的标准的摩尔焓:[(n-C12H25NH3)2Cd Cl4,s]=-(1836.23±7.95)k J·mol-1。     

苯并[d]咪唑基Zn(Ⅱ)配合物的晶体结构和热稳定性

以3-(2-羧苯基)-7-甲基-2-丙基-3H-苯并[d]咪唑-5-羧酸(MZ)为配体,与六水合硫酸锌通过溶剂加热回流后常温静置挥发制备了化合物1(MZ·1.5H_2O)和配合物2({[Zn(MZ)_2]·H_2O}_n),并利用元素分析、红外光谱和X-射线单晶衍射技术手段对其结构进行表征。X-射线单晶衍射结果表明,化合物1由一个MZ配体和1.5个水分子组成,通过氢键连接R_3~3(10)单元(水分子与羰基间)形成一维锯齿链,进一步通过氢键连接C_2~2(4)单元(水分子与咪唑环氮上氢原子间)形成二维结构,之后通过π-π堆积作用有序堆积形成三维网络结构;配合物2由两个独立的分子Zn1和Zn2组成,Zn1和Zn2均由一个Zn(Ⅱ)原子,两个MZ配体分子和一个配位水分子组成,通过MZ配体连接中心Zn(Ⅱ)原子形成了独特的二维结构,进一步通过氢键作用形成三维网络结构。此外,还研究了化合物1、2的热稳定性。     

亚磷酸钙的单晶培养与结构研究

采用水热反应法培养了一水合亚磷酸钙(CaHPO3·H2O,1)的单晶,并利用X-射线单晶衍射技术测定了化合物1的晶体结构。在化合物1中,Ca2+阳离子为七配位,并通过HPO-3阴离子的桥连作用形成二维层状配位聚合物,而后该二维层通过水分子与相邻层的亚磷酸分子间的氢键形成三维的网络结构。     

NTO负一价离子的水合Gibbs自由能和水合熵变及体系[M~(n+)(g)+nNTO~-(g)+mH_2O(g)]水合过程的焓变

提出了一个估算NTO负一价离子标准水合Gibbs自由能ΔhGθm(NTO-,g)的简易公式.用所建立的估算式和热力学关系式,算得ΔhGθm(NTO-,g)＝-267.24kJ·mol-1,ΔhSθm(NTO-,g)＝380.71J·(K·mol)-1.用热化学循环,算得体系[Mn (g) nNTO-(g) mH2O(g)](M=La,Ce,Pr,Eu,Sm,Gd,n=3,m=7;M=Y,Yb,n=3,m=6;M=Dy,Tb,n=3,m=5;M=Nd,n=3,m=8)水合过程的焓变.     

配合物[Cu(Phen)(H_2O)(p-CNC_6H_4COO)Cl]·H_2O的结构及性质研究

采用溶液法在室温水-乙醇溶液中,以CuCl2·2H2O、一水合邻菲啰啉(Phen·H2O)和对氰基苯甲酸(p-CNC6H4COOH,HCBA)为原料合成了标题配合物[Cu(Phen)(H2O)(CBA)Cl]·H2O。通过X-射线衍射法测定配合物的晶体结构,结构分析表明,中心Cu(Ⅱ)离子配位数为5,构成CuN2O2Cl四方锥配位模式。通过O—H…O氢键形成一维超分子带,超分子带又经带间C—H…O氢键作用形成超分子层,并经C—H…N氢键作用堆积组装形成三维超分子构造。并对其进行红外光谱、元素分析、粉末X-射线衍射、差热分析等表征。对配合物磁性做了进一步测试,在2~300 K区间遵循韦斯定理χm(T+0.10)=0.44 cm3·K·mol-1。并采用Van Vleck方程对配合物进行了拟合,最佳拟合结果为g=2.156(1),zJ'=-0.138(4),一致性因子为R=3.607×10-8。磁性测试结果表明Cu(Ⅱ)离子之间存在较弱的反铁磁耦合作用。