瞬态吸收和共振拉曼光谱研究硝基对联苯氮宾、氮宾离子反应活性的影响

李亚芳 程博文 沈超 郑旭明 薛佳丹 杜勇 汤文建

引用本文: 李亚芳, 程博文, 沈超, 郑旭明, 薛佳丹, 杜勇, 汤文建. 瞬态吸收和共振拉曼光谱研究硝基对联苯氮宾、氮宾离子反应活性的影响[J]. 物理化学学报, 2016, 32(2): 415-421. doi: 10.3866/PKU.WHXB201511191 shu
Citation:  LI Ya-Fang, CHENG Bo-Wen, SHEN Chao, ZHENG Xu-Ming, XUE Jia-Dan, DU Yong, TANG Wen-Jian. Investigation of the Influence of Nitro-Substitution on the Reaction of Biphenyl-Nitrene and Nitrenium Ion by Transient Absorption and Resonance Raman Spectroscopic Techniques[J]. Acta Physico-Chimica Sinica, 2016, 32(2): 415-421. doi: 10.3866/PKU.WHXB201511191 shu

瞬态吸收和共振拉曼光谱研究硝基对联苯氮宾、氮宾离子反应活性的影响

    通讯作者: 薛佳丹, 杜勇; 薛佳丹, 杜勇
  • 基金项目:

    国家自然科学基金(21202032,21205110) (21202032,21205110)

    浙江理工大学科研启动基金(1206841-Y) (1206841-Y)

    浙江理工大学化学工程与技术浙江省重中之重(一级)学科开放基金(YR2013009) (一级)学科开放基金(YR2013009)

    浙江省自然科学基金(LY16B030008)资助项目 (LY16B030008)

摘要: 利用光解芳基叠氮化合物得到单重态氮宾,运用纳秒瞬态吸收光谱、瞬态共振拉曼光谱实验手段,辅以密度泛函理论(DFT)计算,研究了4'-硝基-4-联苯氮宾在乙腈和水溶液中的光化学反应中间体。实验结果表明,在非质子溶剂中,4'-硝基-4-联苯氮宾发生系间窜越反应生成三线态氮宾;在质子溶剂中,单重态氮宾可被质子化产生氮宾离子。与4-联苯氮宾和氮宾离子相比,硝基对单重态氮宾系间窜越反应路径影响很小;降低了氮宾离子与水和叠氮阴离子的反应活性,却提高了其与鸟苷的反应活性。

English

    1. [1]

      (1) Panov, M. S.; Voskresenska, V. D.; Ryazantsev, M. N.; Tarnovsky, A. N.; Wilson, R. M. J. Am. Chem. Soc. 2013, 135(51), 19167. doi: 10.1021/ja405637b(1) Panov, M. S.; Voskresenska, V. D.; Ryazantsev, M. N.; Tarnovsky, A. N.; Wilson, R. M. J. Am. Chem. Soc. 2013, 135(51), 19167. doi: 10.1021/ja405637b

    2. [2]

      (2) Voskresenska, V.; Marshall Wilson, R.; Panov, M.; Tarnovsky, A. N.; Krause, J. A.; Vyas, S.; Winter, A. H.; Hadad, C. M.J. Am. Chem. Soc. 2009, 131 (32), 11535. doi: 10.1021/ja902224m(2) Voskresenska, V.; Marshall Wilson, R.; Panov, M.; Tarnovsky, A. N.; Krause, J. A.; Vyas, S.; Winter, A. H.; Hadad, C. M.J. Am. Chem. Soc. 2009, 131 (32), 11535. doi: 10.1021/ja902224m

    3. [3]

      (3) Breslow, D. S. Industrial Applications. In Azides and Nitrenes; Scriven, E. F. V. Ed.; Academic Press: New York, 1984; pp491-521.(3) Breslow, D. S. Industrial Applications. In Azides and Nitrenes; Scriven, E. F. V. Ed.; Academic Press: New York, 1984; pp491-521.

    4. [4]

      (4) Meijer, E.W.; Nijhuis, S.; Van Vroonhoven, F. C. B. M. J. Am. Chem. Soc. 1988, 110 (21), 7209. doi: 10.1021/ja00229a043(4) Meijer, E.W.; Nijhuis, S.; Van Vroonhoven, F. C. B. M. J. Am. Chem. Soc. 1988, 110 (21), 7209. doi: 10.1021/ja00229a043

    5. [5]

      (5) Niino, H.; Sato, T.; Yabe, A. Appl. Phys. A 1999, 69 (6), 605 doi: 10.1007/s003390051039(5) Niino, H.; Sato, T.; Yabe, A. Appl. Phys. A 1999, 69 (6), 605 doi: 10.1007/s003390051039

    6. [6]

      (6) Cai, S. X.; Glenn, D. J..; Keana, J. F.W. J. Org. Chem. 1992, 57 (4), 1299. doi: 10.1021/jo00030a046(6) Cai, S. X.; Glenn, D. J..; Keana, J. F.W. J. Org. Chem. 1992, 57 (4), 1299. doi: 10.1021/jo00030a046

    7. [7]

      (7) McClelland, R. A.; Gadosy, T. A.; Ren, D. Can. J. Chem. 1998, 76 (10), 1327. doi: 10.1139/v98-187(7) McClelland, R. A.; Gadosy, T. A.; Ren, D. Can. J. Chem. 1998, 76 (10), 1327. doi: 10.1139/v98-187

    8. [8]

      (8) Platz, M. S. Nitrene. In Reactive Intermediate Chemistry; Moss, R. A., Platz, M. S., Jones, M., Jr. Eds.; JohnWiley& Sons: Hoboken, New Jersey, 2004; pp 501-559.(8) Platz, M. S. Nitrene. In Reactive Intermediate Chemistry; Moss, R. A., Platz, M. S., Jones, M., Jr. Eds.; JohnWiley& Sons: Hoboken, New Jersey, 2004; pp 501-559.

    9. [9]

      (9) Gritsan, N. P.; Tigelaar, D.; Platz, M. S. J. Phys. Chem. A.1999, 103 (23), 4465. doi: 10.1021/jp990004u(9) Gritsan, N. P.; Tigelaar, D.; Platz, M. S. J. Phys. Chem. A.1999, 103 (23), 4465. doi: 10.1021/jp990004u

    10. [10]

      (10) Ren, D.; McClelland, R. A. Can. J. Chem. 1998, 76 (1), 78. doi: 10.1139/v97-204(10) Ren, D.; McClelland, R. A. Can. J. Chem. 1998, 76 (1), 78. doi: 10.1139/v97-204

    11. [11]

      (11) McClelland, R. A.; Kahley, M. J.; Davidse, P. A.; Hadzialic, G.J. Am. Chem. Soc. 1996, 118 (20), 4794. doi: 10.1021/ja954248d(11) McClelland, R. A.; Kahley, M. J.; Davidse, P. A.; Hadzialic, G.J. Am. Chem. Soc. 1996, 118 (20), 4794. doi: 10.1021/ja954248d

    12. [12]

      (12) Talaska, G.; Al-Juburi, A. Z. S. S.; Kadlubar, F. F. Proc. Natl. Acad. Sci. U. S. A. 1991, 88 (12), 5350. doi: 10.1073/pnas.88.12.5350(12) Talaska, G.; Al-Juburi, A. Z. S. S.; Kadlubar, F. F. Proc. Natl. Acad. Sci. U. S. A. 1991, 88 (12), 5350. doi: 10.1073/pnas.88.12.5350

    13. [13]

      (13) Gritsan, N. P.; Gudmundsdottir, A. D.; Tigelaar, D.; Zhu, Z. D.; Karney, W. L.; Hadad, C. M.; Platz, M. S. J. Am. Chem. Soc. 2001, 123 (9), 1951. doi: 10.1021/ja9944305(13) Gritsan, N. P.; Gudmundsdottir, A. D.; Tigelaar, D.; Zhu, Z. D.; Karney, W. L.; Hadad, C. M.; Platz, M. S. J. Am. Chem. Soc. 2001, 123 (9), 1951. doi: 10.1021/ja9944305

    14. [14]

      (14) Ruane, P. H.; McClelland, R. A. Can. J. Chem. 2001, 79 (12), 1875. doi: 10.1139/v01-178(14) Ruane, P. H.; McClelland, R. A. Can. J. Chem. 2001, 79 (12), 1875. doi: 10.1139/v01-178

    15. [15]

      (15) Brown, B. R.; Yielding, L.W.; White, Jr.W. E.; Mutat. Res. 1980, 70 (1), 17. doi: 10.1016/0027-5107(80)90054-8(15) Brown, B. R.; Yielding, L.W.; White, Jr.W. E.; Mutat. Res. 1980, 70 (1), 17. doi: 10.1016/0027-5107(80)90054-8

    16. [16]

      (16) Ouyang, B.; Xue, J. D.; Zheng, X. M.; Fang, W. H. J. Chem. Phys. 2014, 140 (19), 194305. doi: 10.1063/1.4875807(16) Ouyang, B.; Xue, J. D.; Zheng, X. M.; Fang, W. H. J. Chem. Phys. 2014, 140 (19), 194305. doi: 10.1063/1.4875807

    17. [17]

      (17) Li, D.; Xue, J. D.; Zheng, X. M. Acta Phys. -Chim. Sin. 2014, 30 (12), 2216. [李丹, 薛佳丹, 郑旭明. 物理化学学报, 2014, 30 (12), 2216.] doi: 10.3866/PKU.WHXB201410221(17) Li, D.; Xue, J. D.; Zheng, X. M. Acta Phys. -Chim. Sin. 2014, 30 (12), 2216. [李丹, 薛佳丹, 郑旭明. 物理化学学报, 2014, 30 (12), 2216.] doi: 10.3866/PKU.WHXB201410221

    18. [18]

      (18) Phillips, D. L.; Kwok, W. M.; Ma, C. An Introduction to Time-Resolved Resonance Raman Spectroscopy and Its Applicationto Reactive Intermediates. In Reviews of Reactive Intermediate Chemistry; Platz, M. S., Moss, R. A., Jones, M., Jr. Eds.; JohnWiley & Sons: Hoboken, New Jersey, 2007; pp 123-182.(18) Phillips, D. L.; Kwok, W. M.; Ma, C. An Introduction to Time-Resolved Resonance Raman Spectroscopy and Its Applicationto Reactive Intermediates. In Reviews of Reactive Intermediate Chemistry; Platz, M. S., Moss, R. A., Jones, M., Jr. Eds.; JohnWiley & Sons: Hoboken, New Jersey, 2007; pp 123-182.

    19. [19]

      (19) Becke, A. D. J. Chem. Phys. 1993, 98 (7), 5648. doi: 10.1063/1.464913(19) Becke, A. D. J. Chem. Phys. 1993, 98 (7), 5648. doi: 10.1063/1.464913

    20. [20]

      (20) Schä efer, A.; Horn, H.; Ahlrichs, R. J. Chem. Phys. 1992, 97(4), 2571. doi: 10.1063/1.463096(20) Schä efer, A.; Horn, H.; Ahlrichs, R. J. Chem. Phys. 1992, 97(4), 2571. doi: 10.1063/1.463096

    21. [21]

      (21) Perdew, J. P.; Burke, K.; Wang, Y. Phys. Rev. B 1996, 54 (23), 16533. doi: 10.1103/PhysRevB.54.16533(21) Perdew, J. P.; Burke, K.; Wang, Y. Phys. Rev. B 1996, 54 (23), 16533. doi: 10.1103/PhysRevB.54.16533

    22. [22]

      (22) Dunning, T. H., Jr. J. Chem. Phys. 1989, 90 (2), 1007. doi: 10.1063/1.456153(22) Dunning, T. H., Jr. J. Chem. Phys. 1989, 90 (2), 1007. doi: 10.1063/1.456153

    23. [23]

      (23) Frisch, M. J.; Trucks, G.W.; Schlegel, H. B.; et al. Gaussian 09, Version 7.0; Gaussian Inc.:Wallingford CT, 2009.(23) Frisch, M. J.; Trucks, G.W.; Schlegel, H. B.; et al. Gaussian 09, Version 7.0; Gaussian Inc.:Wallingford CT, 2009.

    24. [24]

      (24) Tsao, M. L.; Gritsan, N.; James, T. R.; Platz, M. S. J. Am. Chem. Soc. 2003, 125 (31), 9343 doi: 10.1021/ja0351591(24) Tsao, M. L.; Gritsan, N.; James, T. R.; Platz, M. S. J. Am. Chem. Soc. 2003, 125 (31), 9343 doi: 10.1021/ja0351591

    25. [25]

      (25) McClelland, R. A.; Davidse, P. A.; Hadzialic, G. J. Am. Chem. Soc. 1995, 117 (14), 4173. doi: 10.1021/ja00119a035(25) McClelland, R. A.; Davidse, P. A.; Hadzialic, G. J. Am. Chem. Soc. 1995, 117 (14), 4173. doi: 10.1021/ja00119a035

    26. [26]

      (26) McClelland, R. A.; Ahmad, A.; Dicks, A. P.; Licence, V. E.J. Am. Chem. Soc. 1999, 121 (14), 3303. doi: 10.1021/ja9836702(26) McClelland, R. A.; Ahmad, A.; Dicks, A. P.; Licence, V. E.J. Am. Chem. Soc. 1999, 121 (14), 3303. doi: 10.1021/ja9836702

    27. [27]

      (27) Chan, P. Y.; Kwok, W. M.; Lam, S. K.; Chiu, P.; Phillips, D. L.J. Am. Chem. Soc. 2005, 127 (23), 8246. doi: 10.1021/ja0505651(27) Chan, P. Y.; Kwok, W. M.; Lam, S. K.; Chiu, P.; Phillips, D. L.J. Am. Chem. Soc. 2005, 127 (23), 8246. doi: 10.1021/ja0505651

    28. [28]

      (28) Xue, J.; Chan, P. Y.; Du, Y.; Guo, Z.; Chung, C.W. Y.; Toy, P.H.; Phillips, D. L. J. Phys. Chem. B 2007, 111 (44), 12676. doi: 10.1021/jp074778j(28) Xue, J.; Chan, P. Y.; Du, Y.; Guo, Z.; Chung, C.W. Y.; Toy, P.H.; Phillips, D. L. J. Phys. Chem. B 2007, 111 (44), 12676. doi: 10.1021/jp074778j

    29. [29]

      (29) Gritsan, N. P.; Platz, M. S. Chem. Rev. 2006, 106 (9), 3844. doi: 10.1021/cr040055+(29) Gritsan, N. P.; Platz, M. S. Chem. Rev. 2006, 106 (9), 3844. doi: 10.1021/cr040055+

  • 加载中
计量
  • PDF下载量:  0
  • 文章访问数:  778
  • HTML全文浏览量:  108
文章相关
  • 收稿日期:  2015-07-21
  • 网络出版日期:  2015-11-17
通讯作者: 陈斌, bchen63@163.com
  • 1. 

    沈阳化工大学材料科学与工程学院 沈阳 110142

  1. 本站搜索
  2. 百度学术搜索
  3. 万方数据库搜索
  4. CNKI搜索

/

返回文章