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含氮杂环生物活性化合物的热化学研究

作　者: 王美涵
导　师: 谭志诚；孙立贤
学　校: 中国科学院研究生院（大连化学物理研究所）
专　业: 物理化学
关键词: 含氮杂环化合物 杀菌活性 绝热量热 低温热容 热力学函数 标准摩尔生成焓
分类号: O621.24
类　型: 博士论文
年　份: 2005年
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内容摘要


含氮杂环化合物不仅在农药而且在医药上都具有广泛的应用,因而是一类非常重要的有机化合物。近几十年来,科学家们不断地探索其新的合成工艺,并对其结构和性能进行了很多研究,然而有关这类化合物的基础热力学以及化合物结构与其热力学性质之间的关系还研究得很少。本论文采用精密绝热量热法、燃烧量热法和近代热分析技术对新合成的嘧啶胺类、三唑类和苯并噻唑类含氮杂环化合物的热容、相变、燃烧热、标准摩尔生成焓和热稳定性等基础热力学性质进行了系统的研究,取得如下结果:利用含氮有机碱和酸成鎓盐的反应,以嘧霉胺和具有生物活性的酸为原料,合成了9种新型嘧啶胺类化合物,用IR、1HNMR和元素分析方法确认了其结构,并测试了其生物活性。利用改进的精密自动绝热量热仪测量了嘧啶胺类、三唑类和苯并噻唑类共11个含氮杂环化合物在80-380K温区的热容。利用熔化温区热容数据,计算出化合物的熔化温度、熔化焓和熔化熵。由非相变温区热容数据建立了热容随温度变化的拟合方程,根据焓、熵与热容的热力学函数关系,求出了每种化合物相对于298.15K的标准热力学函数值,[ HT-H298.15K]和[ST-S298.15K]。通过燃烧量热法测定了部分嘧啶胺类化合物的燃烧热并计算出其标准摩尔生成焓和嘧霉胺与有机酸成盐反应的反应焓,由此推测了化合物结构的稳定性。根据量热法和热分析的实验数据,从结构和能量的角度讨论了结构相似化合物热力学性质的变化规律。

全文目录


摘 要  3-4
Abstract  4-11
第一章 绪论  11-13
  参考文献  12-13
第二章 文献综述  13-45
  2.1 农药  13-15
    2.1.1 农药的重要性  13-14
    2.1.2 农药的发展趋势  14-15
      2.1.2.1 化学农药  14-15
      2.1.2.2 绿色农药  15
  2.2 杂环化合物  15-23
    2.2.1 杂环化合物的分类  15-16
    2.2.2 杂环化合物的结构与芳香性  16-17
    2.2.3 杂环化合物的合成  17-19
      2.2.3.1 以天然杂环化合物为原料的半合成  17
      2.2.3.2 以脂肪族或芳香族化合物为原料的全合成  17-19
    2.2.4 含氮杂环化合物在农药发展中的重要作用  19-23
  2.3 量热与热分析进展  23-36
    2.3.1 差示扫描量热  23-25
    2.3.2 燃烧量热  25-26
    2.3.3 绝热量热  26-34
      2.3.3.1 热容的基本理论  27-28
      2.3.3.2 绝热法测量热容的原理  28-30
      2.3.3.3 热容数据的应用  30-34
    2.3.4 量热与热分析在农药中的应用  34-36
  2.4 本论文选题的思路  36-38
  参考文献  38-45
第三章 实验部分总述  45-57
  3.1 样品的结构表征  45
    3.1.1 红外光谱分析  45
    3.1.2 核磁共振分析  45
    3.1.3 元素分析  45
  3.2 生物活性测试  45-47
    3.2.1 供试菌种  45-46
    3.2.2 实验方法  46-47
      3.2.2.1 菌种准备  46
      3.2.2.2 药液准备  46
      3.2.2.3 打制菌饼  46
      3.2.2.4 带药培养基的制备  46
      3.2.2.5 接菌  46-47
      3.2.2.6 数据处理  47
  3.3 热分析  47
    3.3.1 热重与微分热重实验（TG-DTG）  47
    3.3.2 差示扫描量热实验（DSC）  47
  3.4 热容的测量  47-51
    3.4.1 实验装置  47-48
    3.4.2 实验程序  48
    3.4.3 由热容数据计算熔化热  48-49
    3.4.4 由熔化曲线计算熔点和纯度  49-51
      3.4.4.1 计算方法  49-51
      3.4.4.2 局限性  51
  3.5 燃烧热测量  51-56
    3.5.1 测量装置及实验程序  51-54
    3.5.2 恒容燃烧热及标准生成焓的计算方法简介  54-56
  参考文献  56-57
第四章 精密自动绝热量热仪的改进  57-67
  4.1 前言  57
  4.2 精密自动绝热量热仪的设计原理  57-60
    4.2.1 量热系统  58-59
    4.2.2 热屏温度控制系统  59-60
    4.2.3 温度和电能测量系统  60
    4.2.4 数据采集系统  60
  4.3 精密绝热量热仪系统软件  60-61
  4.4 精密自动绝热量热仪的标定  61-64
  4.5 小结  64-65
  参考文献  65-67
第五章 嘧啶胺类化合物的合成、生物活性及其热化学性质  67-108
  5.1 前言  67-68
  5.2 嘧霉胺盐的合成及其生物活性  68-78
    5.2.1 嘧霉胺盐的合成  68-69
    5.2.2 嘧霉胺盐结构的确定  69-72
    5.2.3 合成结果与讨论  72-74
    5.2.4 生物活性测试结果与讨论  74-77
      5.2.4.1 嘧霉胺盐对植物枯萎病菌的生物活性测试结果  74
      5.2.4.2 嘧霉胺盐对其它植物病菌的生物活性测试结果  74-77
    5.2.5 化合物结构与生物活性的关系  77-78
      5.2.5.1 化合物结构与其杀植物枯萎病菌活性之间的关系  77
      5.2.5.2 化合物结构与其杀其它植物病菌活性之间的关系  77-78
  5.3 嘧啶胺类化合物的热化学性质  78-105
    5.3.1 嘧霉胺的热化学性质  78-82
      5.3.1.1 嘧霉胺的热容和燃烧热  79-82
    5.3.2 顺丁烯二酸和反丁烯二酸二嘧霉胺盐的热化学性质  82-88
      5.3.2.1 顺反异构结构对霉胺盐化合物热容的影响  82-86
      5.3.2.2 顺反异构结构对化合物熔点、熔化焓及热稳定的影响  86-88
      5.3.2.3 顺反异构结构化合物的稳定性及成盐反应热效应的计算  88
    5.3.3 丁二酸二嘧霉胺盐的热化学性质  88-93
      5.3.3.1 丁二酸二嘧霉胺盐热容及热力学函数  89-92
      5.3.3.2 丁二酸二嘧霉胺盐的热稳定性  92-93
    5.3.4 脂肪酸类嘧霉胺盐的热化学性质  93-101
      5.3.4.1 烷烃碳链的长短对嘧霉胺盐化合物热容的影响  93-98
      5.3.4.2 由热容曲线计算月桂酸嘧霉胺盐和肉豆蔲酸嘧霉胺盐的纯度.  98-100
      5.3.4.3 烷烃碳链的长短对嘧霉胺盐化合物热稳定性的影响  100
      5.3.4.4 由化合物的标准摩尔生成焓判断其分子结构的稳定性  100-101
    5.3.5 苯氧乙酸类嘧霉胺盐的热化学性质  101-105
      5.3.5.1 取代基团对苯氧乙酸类嘧霉胺盐热容的影响  101-105
  5.4 小结  105-107
  参考文献  107-108
第六章 三唑类化合物的热化学性质  108-121
  6.1 前言  108
  6.2 戊菌唑的热化学性质  108-113
    6.2.1 戊菌唑的合成及结构表征  108-109
    6.2.2 戊菌唑的热容  109-111
    6.2.3 戊菌唑的热力学函数  111-113
  6.3 腈菌唑的热化学性质  113-119
    6.3.1 腈菌唑的合成及结构表征  113-114
    6.3.2 腈菌唑的热容  114-115
    6.3.3 腈菌唑的热力学函数  115-118
    6.3.4 腈菌唑纯度的计算  118-119
  6.4 小结  119-120
  参考文献  120-121
第七章 苯并噻唑类化合物的热化学性质  121-135
  7.1 前言  121
  7.2 2-巯基苯并噻唑和2-氯甲基硫代苯并噻唑的热化学性质  121-134
    7.2.1 样品的合成与结构表征  121-123
    7.2.2 2-巯基苯并噻唑和2-氯甲基硫代苯并噻唑的热容  123-127
    7.2.3 2-氯甲基硫代苯并噻唑纯度的计算  127-128
    7.2.4 2-巯基苯并噻唑和2-氯甲基硫代苯并噻唑的热力学函数  128-131
    7.2.5 2-巯基苯并噻唑和2-氯甲基硫代苯并噻唑的DSC 和TG 分析  131-134
  7.3 小结  134
  参考文献  134-135
第八章 结论  135-137
附：镁基储氢合金的制备及性能研究  137-140
作者简介及发表文章目录  140-145
致谢  145

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中图分类: > 数理科学和化学 > 化学 > 有机化学 > 有机化学一般性问题 > 有机化合物性质 > 热力学性质
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