液相正一元醇的分子构象与光化学反应的溶剂效应研究

来源 :中国科学技术大学 | 被引量 : 0次 | 上传用户:willian1019
下载到本地 , 更方便阅读
声明 : 本文档内容版权归属内容提供方 , 如果您对本文有版权争议 , 可与客服联系进行内容授权或下架
论文部分内容阅读
本论文应用自发拉曼光谱技术和激光闪光光解技术研究了液相正一元醇的分子构象、水溶液中表面活性剂的自组装过程、噻吨酮光诱导反应的溶剂化效应。主要工作包括以下三个方面:①获得了液相乙醇、丙醇、丁醇和戊醇的各向同性拉曼光谱,明确标识了gauche-构象对应的振动谱峰,并结合量子化学计算,估算出gauche-构象和trans-构象的布居比;②通过观测不同浓度下,十二烷基硫酸钠(SDS)的垂直偏振拉曼光谱的谱峰位置变化,讨论了水溶液中SDS胶束的形成过程,获得了其第一和第二临界胶束浓度;③借助激光闪光光解技术研究了噻吨酮与二苯胺间电子-质子转移反应的溶剂化效应。具体结论如下:乙醇的gauche-构象CD3CH2OH的各向同性拉曼光谱(Iiso)中,呈现出2个谱峰,位于2886cm-1处的谱峰来自trans-构象和gauche-构象的共同贡献,而位于2970cm-1处的谱峰仅来自gauche-构象的贡献。因此,位于2970cmm-1处的谱峰是gauche-构象的指针。为了排除gauche-构象中-CH2的费米共振对2970cm-1处谱峰的贡献,我们测得液相/气相CD3CHDOH和固相CD3CH2OH/CD3CD2OD的拉曼光谱。在这些光谱中,我们不仅观察到双峰结构,而且找到了-CαH弯曲振动的泛频带。对于CD3CHDOH来说,其泛频带在2550-2750cm-1区域内;而CD3CH2OH的泛频带分别位于2915cm-1和2933cm-1。因此,CD3CH2OH的Iiso中,2970cm-1处谱峰,源于-CαH的对称伸缩振动;根据计算结果,我们将2970cm-1处谱峰归属为gauche-构象中位于Cα-O-H面内的-CαH (-CαHip)伸缩振动,将2886cm-1处谱峰归属为gauche-构象中位于Ca-O-H面外的-CaH伸缩振动C-CαHop)和trans-构象中-CaH2对称伸缩振动的共同贡献。此外,通过Lorentz函数拟合光谱(CD3CH2OH的Iiso)得到的谱峰强度,我们估算出液相乙醇中,gauche-构象的摩尔百分比是54%,与分子动力学模拟的结果一致。值得注意的是,Iiso中,CD3CH2OH位于2970cm-1处的谱峰强度近似等于CH3CH2OH位于~2970cm-1处的谱峰强度,因此,CH3CH2OH的Iiso中,位于~2970cm-1处的谱峰主要是gauche-构象中-CaHop伸缩振动的贡献,而不是-CH3反对称伸缩振动的贡献。丙醇、丁醇、戊醇的gauche-构象CD3CD2CH2OH、CD3CD2CD2CH2OH和CD3CD2CD2CD2CH2OH的Iiso中,均呈现出2个谱峰,分别位于2900cm-1以下和2950cm-1以上,且位于2950cm-1以上的谱峰仅来自gauche-构象的贡献。和乙醇类似,位于2950cm-1以上的谱峰是gauche-构象的指针。根据计算结果,我们将2900cm-1以下的谱峰归属为gauche-构象中-CαHop伸缩振动和trans-构象中-CαH2对称伸缩振动的共同贡献,将2950cm-1以上的谱峰归属为gauche-构象中-CαHip伸缩振动。对于每一个同位素醇及其正常醇而言,例如,CD3CD2CH2OH和CH3CH2CH2OH,它们的Iiso中,位于2950cm-1以上的谱峰强度是近似相等的,因此,在CH3CH2CH2OH、 CH3CH2CH2CH2OH和CH3CH2CH2CH2CH2OH的Iiso中,位于2950cm-1以上的谱峰主要是gauche-构象中-CαHop申缩振动的贡献。此外,通过拟合光谱得到的谱峰强度,我们估算出液相乙醇、丙醇和丁醇中,gauche-构象的摩尔百分比分别是67%,70%和68%,与分子动力学模拟的结果一致。水溶液中,SDS的胶束形成过程十二烷基硫酸钠(SDS)是阴离子表面活性剂,具有两亲性质。由于长烷基链的疏水相互作用,水溶液中,SDS分子能够聚集生成胶束。结合垂直偏振拉曼光谱和表面张力的实验结果,我们发现,水溶液中,SDS的胶束形成过程可分为几个浓度区间。在浓度区间0.45mM/L≤[SDS/H2O]<8.52mM/L内,在气液表面和溶液体相中,SDS以单个分子形式存在,随着浓度的增大,SDS单个分子不断增多。当SDS/H2O溶液浓度是8.52mM/L时,气液表面,SDS分子数达到饱和,溶液体相中,SDS单体开始聚集形成球状胶团。在浓度区间8.52mM/L<[SDS/H2O]<69.68mM/L内,随着浓度的增大,气液表面,SDS分子数不变,溶液体相中,SDS球状胶团数目逐渐增多。当SDS/H2O溶液浓度是69.68mM/L时,气液表面,SDS分子数不变,溶液体相中,SDS球状胶团开始聚集形成棒状胶团。在浓度区间69.68mM/L<[SDS/H2O]≤294.79mM/L内,随着浓度的增大,体相中,SDS棒状胶团数目增多,而表面张力略微下降,可能是溶液体相内SDS胶团结构的变化的影响。根据胶束的生成过程,水溶液中,SDS的第一临界胶束浓度(FCMC)和第二临界胶束浓度(SCMC)分别为8.52mM/L和69.33mM/L。此外,在100mM/L的NaCl/H2O溶液中,SDS的FCMC和SCMC分别为1.76mM/L和34.28mM/L。FCMC和SCMC的降低可能是因为Na+和SO4-的静电吸引作用减小了SDS分子间的静电排斥作用。溶剂效应对噻吨酮和二苯胺反应机理的影响利用纳秒激光闪光光解技术,我们研究了噻吨酮(TX)和二苯胺(DPA)的光化学反应。在355nm光激发下,TX的基电子态So跃迁至第一激发态S1,并通过系间窜越生成TX的三重激发态,即3TX*。3TX*与DPA的反应经历两步过程:首先,3TX*夺取DPA中的一个电子生成TX-和DPA+离子,两离子间进而发生质子转移生成TXH自由基.在纯乙腈溶剂中,反应体系的瞬态吸收光谱呈现出四个谱峰,最强的吸收峰位于627nm,对应3TX*;位于420nm,683nm和780nm的吸收峰被分别归属为TXH,TX和DPA+。随着溶剂极性的增大,中间体的吸收峰发生蓝移。在纯乙腈、CH3CN/CH3OH和CH3CN/H2O溶剂中,3TX*与DPA反应的猝灭速率常数分别为1.09×1010L*mol-1*s-1、1.02×10-10L*mol-1*s-1和0.96×1010L*mol-1*s-1.这样,极性溶剂中,尽管三重态具有更多的3ππ*性质,但是其对3TX*与DPA的电子转移速率基本没有影响。相反,溶剂效应在初级反应产物TX-的猝灭过程中则表现明显。强酸性条件下,3TX*能够与H+结合生成3TXH+*,且3TXH+*的特征吸收峰位于520nm。通过比较3TX*的猝灭速率变化,我们可以清楚地观察到质子化过程加快了3TX*的猝灭。但是,中性和碱性环境对DPA猝灭3TX*的速率没有影响。
其他文献
本文首先讨论了常速F-K偏移与垂向变速的相移法偏移的结合而发展的一种F-K域偏移成像技术——递归F-K偏移。该方法在水平展状介质的前提下,偏移精度不受倾角限制且计算时间比
我区地处沈阳市郊,是流动人口聚集地。大部分流动儿童聚集在周围地区幼儿园所,是各种传染病发病率很高的场所。为了了解这些幼儿园所儿童活动场所的室内空气污染情况,我们疾病预
Polliaconden-sara这种植物分布在埃塞俄比亚、安哥拉和莫桑比克等非洲国家的雨林。它们的果实细胞能够反射不同颜色的光线,也因此拥有点彩派绘画作品风格的外表。
《秋天》是苏教版小学语文第七册第一单元的一篇课文,是诗人王宜振的一首对秋天的赞歌。在教学时,我激情洋溢,整个教学过程采用多种朗读方式进行。在我的点拨之下,学生情绪高
非洲南端的好望角,被人们称为“暴风之角”。这是一个令人生畏的地方,因为有数不清的船只,甚至包括整个舰队,在好望角南部和东南部海域失事。例如,1799年11月4日,英国战列舰“斯基
推导了链条炉排加煤粉复合燃烧锅炉炉膛的物质平衡方程和上下炉膛的烟气热平衡方程,方程中考虑了上下炉膛间的辐射换热.用直接计算辐射换热量的方法,推导了炉膛的辐射换热方
目的 :对比分析在不同时期对脑前循环动脉瘤破裂患者进行显微外科手术治疗的临床效果。方法 :选取2010年1月至2014年1月间我院神经外科收治的脑前循环动脉瘤破裂患者60例作为
舒芬太尼是一种新合成的强效拟吗啡类镇痛药,是芬太尼的衍生物。舒芬太尼的亲脂性强,更易透过血脑屏障,且具有起效快、循环稳定、无组胺释放等优点,与芬太尼相比,舒芬太尼安全范围
空中乘务专业对于英语应用实践能力具有较高的专业要求,学生通过课堂教学过程需要掌握扎实的英语专业知识,同时还能够结合民航民航服务工作的实际需求,具备极强的岗位工作实
1992年诺贝尔文学奖得主德里克·沃尔科特最著名的戏剧作品《猴山上的梦》刚在美国上映,就获得了奥比奖;更以“戏剧形式的诗、诗形式的戏剧”被多家外国权威媒体给以高度评价