瞬態有機反應中間體的紅外光譜

《瞬態有機反應中間體的紅外光譜》是依託復旦大學，由王冠軍擔任項目負責人的面上項目。

基本介紹

• 中文名：瞬態有機反應中間體的紅外光譜
• 依託單位：復旦大學
• 項目類別：面上項目
• 項目負責人：王冠軍

項目摘要

有機物分子的複雜性導致了有機化學反應過程複雜，反應通道多，這對反應機理的研究提出了挑戰。反應過程中出現的活性中間體的結構和性質是探索有機化學反應機理的關鍵所在。而質量選擇離子光譜，尤其是紅外光譜是確定活性中間體結構的有效方法。本項目採用脈衝直流放電，脈衝分子束轟擊，電噴霧電離等不同離子化方法從不同的反應物前體（蒎烯，生物鹼，胺基酸，聚合單體等）出發製備相關有機化學反應的活性中間體離子，然後通過飛行時間質譜進行質量分析，並選擇特定的離子，測量其紅外預解離光譜，通過與量子化學理論計算相結合，確定離子的幾何結構和化學性質，為相關化學反應機理的研究提供啟示和線索。

結題摘要

氣相離子研究是探索化學反應機理的重要途徑之一。對於有機反應，相關的反應中間體離子的結構複雜，異構體較多。為了深入理解有機氣相離子的結構和相關化學反應機理，氣相光譜尤其是紅外光譜研究十分重要。本項目旨在利用紅外光解離光譜方法探索氣相有機離子的結構和性質。本項目研究了多種氣相有機離子。包括(1)富含碳元素的有機離子，包括HCxO+，C(CO)2-3+，HC(CO)2+和C3H3O+等，測量了其紅外光解離光譜，結合量子化學理論計算，闡明了其結構和化學鍵的特點。(2)還製備了含有MO+和M2O2+等金屬-氧單元的金屬有機羰基配合物團簇離子，通過測量CO配體的振動頻率，結合理論計算，確定了離子的結構，闡明了金屬-氧單元核心的結構以及與CO配體之間的化學鍵的性質。值得一提的是發現了在鑭系一氧化物正離子與CO形成的配合物中，鑭系金屬原子的4f軌道有參與形成化學鍵的跡象。(3)利用脈衝放電方法製備了硝基苯分子團簇負離子，測量了其紅外光譜，闡明了在負離子團簇中硝基苯分子之間的相互作用。本項目還開展了儀器研製方面的工作。探索了電噴霧-離子阱-紅外光解離光譜儀器所面臨的一些關鍵性的待解決難題。設計了用於電噴霧離子源加熱毛細管作為離子傳輸部件以除去溶劑化離子；最佳化了低溫離子阱的傳熱設計；探索了將離子阱的離子彈出並引入到飛行時間質譜的加速區的設計方案，得到了共軸引入方案。為整套儀器的研製提供了必要的技術積累。