2-氨基-3-苯并恶唑喹啉水复合物激发态分子内与分子间质子转移的竞争机理

基于密度泛函与含时密度泛函理论方法, 研究2-氨基-3-苯并恶唑喹啉（ABO）水复合物(ABO-H₂O)激发态分子内与分子间质子转移的竞争机理. 结果表明： ABO-H₂O复合物中存在一个分子内的氢键和两个分子间的氢键; 基态ABO-H₂O复合物被激发至第一电子激发态后, 仅需越过一个34.157 kJ/mol能垒, 复合物即可发生激发态分子内的质子转移反应; ABO-H₂O复合物激发态分子间的双质子转移过程中存在一个63.585 kJ/mol能垒; 在第一电子激发态上, ABO-H₂O复合物中存在分子内与分子间质子转移的竞争机制; ABO-H₂O复合物更易出现激发态分子内的质子转移过程.     

2-羟基吡啶质子转移异构化的理论研究

采用量子化学中的密度泛函理论，在B3LYP/6-311＋＋G＊＊计算水平上，系统考察了在水、氨和甲醇分子辅助下，2-羟基吡啶醇式和酮式结构的质子转移异构化行为.结果表明：其醇式和酮式结构均能稳定存在，但后者在能量上稍占优势.3种分子参与的质子转移反应均是按照协同机理进行的.它们的参与能够大大降低反应能垒，使得在动力学上难以发生的质子转移反应得以进行.其中甲醇的辅助效果最佳，其次为水和氨分子.另外，辅助分子和各种介质的溶剂效应均有利于酮式结构的稳定性，这与有关的研究吻合较好.     

给／吸电子取代基对PPV类聚合物重组能影响的DFT研究

用密度泛函理论（density functional theory，DFF）在B3LYP／6—311G基组水平上对（PPV）4、（PPV）4-S进行结构全优化，计算得到了它们的重组能，讨论了不同给／吸电子取代基对PPV类电致发光聚合物重组能的影响．结果表明，给，吸电子取代基都使得PPV聚合物的重组能降低，性质相同的不同取代基对PPV类聚合物体系内电子离域范围影响程度不同，若取代基能参与主链轨道形成，使聚合物体系内电子离域范围增大，重组能降低更加明显，聚合物的传输速率增大；另一方面取代基的引入如果使得分子整体平面结构扭曲变形，则共轭效应相对减小，重组能降低数值减小．     

分子中单电子作用势研究甲酰胺分子内质子转移反应

质子转移反应是一种常见且重要的化学反应,但反应过程中分子界面上的电子密度和成键情况却鲜为关注.通过分子中单电子作用势PAEM和分子形貌理论对甲酰胺分子内的质子转移反应过程进行研究.结果表明,等PAEM值图能够判断化学键形成或断裂的位置,同时也证实在过渡态时,质子与甲酰胺的O和N原子皆有成键作用.分子形貌展示了质子转移过程中界面上电子密度极值的变化情况.还利用键临界点处的Dpb定量化描述成键的强弱.总体来说,PAEM和分子形貌展示了甲酰胺分子内质子转移过程中成键和分子形状与界面上电子密度的变化情况,为其他质子转移反应机制的研究奠定理论基础.     

屈氟尿苷及其类似物与腺嘌呤核苷间氢键作用的探讨

研究取代基对核苷分子构成的氢键复合物稳定性的影响,对于推动新型抗病毒药物的研发工作有着重要的意义.在M06-2X/6-31+G(d,p)水平上对9种不同的屈氟尿苷或其取代类似物与腺嘌呤核苷构成的氢键复合物的结构进行了预测,并在M06-2X/aug-cc-pVTZ水平上对复合物相对稳定性进行了探讨.研究发现,该类氢键复合物中N—H…N氢键作用最强,N—H…O=C次之,C—H…O=C最弱.基于模拟结果,嘧啶环C5上的吸电子取代基使嘧啶环作为氢键质子供体的能力增强,从而加强了它与腺嘌呤核苷间氢键作用,供电子取代基使嘧啶环作为氢键质子供体的能力减弱,从而削弱了它与腺嘌呤核苷间氢键作用.推测F、CN、Cl和SO_3H取代的脱氧核苷类化合物很可能成为新的抗病毒药物而引起广泛关注.     

几种黄酮类化合物核磁共振谱的理论研究

在B3LYP／6—31G水平下优化了3种黄酮类化合物的几何构型．在振动分析中，均未出现虚频率．在B3LYP／6—31G的水平下采用了GIAO方法计算了该类化合物的核磁共振碳谱．研究结果表明：3种分子均有分子内氢键形成，且分子内氢键的键长为0．17nm左右．讨论了羟基引入之后对邻近C的化学位移的影响．从取代基对NMR的影响来看，随着取代基对苯环的供电子能力的加强，取代基邻近的一些C的化学位移有所改变．     

四芳基卟啉化合物荧光性能的研究

研究了12种四芳基卟啉化合物的荧光性能.结果表明:该系列卟啉化合物具有较好的荧光性能;在1.0×10-5mol/L浓度下其荧光强度最大;供电子取代基能增加卟啉的荧光强度,而吸电子取代基作用相反;荧光强度随着取代基卤素原子量的增加而降低;此外,荧光强度还与取代基的位置及性质有关.     

3-羟基黄色素母酮激发态质子转移反应的理论研究

用INDO-SCF-CI方法,研究了3-羟基黄色素母酮分子内激发态质子转移反应的位能面和机理,得到了相应的能垒和荧光移位。认为基态时3-羟基黄色素母酮的异构体是非常不稳定的,其布居可以被忽略。     

三氟丙酮酮醇互变异构反应机理的量子化学理论研究

为了解三氟丙酮水溶液中酮式构型向烯醇式构型转变的可能性,采用二阶M覬ller-Plessset微扰理论研究了三氟丙酮的酮醇互变异构反应机理.三氟丙酮的烯醇式构型和酮式构型都可与水分子通过分子间氢键形成复合物,这些分子间氢键的形成有效降低了酮醇互变异构反应的活化能,从而使得三氟丙酮更容易由酮式构型转变为烯醇式构型.进一步使用CPCM溶剂化模型研究溶剂对酮醇互变异构反应的影响,结果发现,酮醇互变异构反应在水溶液中比在气相中更容易进行.计算三氟丙酮由酮式构型向烯醇式构型转化的活化能,结果表明,酮醇互变异构反应的活化能偏高,不会影响中性水溶液中酮式构型的主导地位.     

N_2H_4分子取代基效应的量子化学研究

计算了甲基(—CH_3)和羟基(—OH)对N_2H_4的取代基效应.引入甲基后,N_2H_4的N—N键长变长,电荷密度变小.羟基的引入,使得N—N键长变短,其中1,1,2,2-四羟基N_2H_4的N—N键长显著变化.通过NBO计算,N—N键的键级随着取代基个数的增加逐渐减小,超共轭作用在决定构型相对稳定性方面起了重要作用.引入取代基后,N原子的孤对电子与N—C(N—O)键之间发生相互作用,使得整个分子的超共轭作用增强.随着取代基数目的增多,分子的总能量和生成热均降低,取代基数目与分子相对稳定性之间具有较好的相关性.     

6-氯烟酰胺的异构化和质子迁移理论研究

在密度泛函理论B3LYP/6-31G(d)基组水平上,计算了气相中6-氯烟酰胺分子酮式和烯醇式质子迁移异构化过程的2种可能途径:分子内直接质子迁移和水分子辅助质子迁移.结果表明,在气相中只存在一种稳定构型,水分子的参与降低了质子迁移过程的活化能.     

1-羟基-2-萘甲醛分子基态和激发态的质子转移机制

基于密度泛函与含时密度泛函理论方法,研究1-羟基-2-萘甲醛(HN12)分子及分子异构体在基态和激发态的氢键动力学过程.结果表明:在基态的HN12分子被激发至第一电子激发态后,出现氢键键长变短及氢键中羟基的红外光谱红移现象;激发态分子内的质子可发生转移反应;异构体在激发态时不易发生逆向的质子转移反应,但在基态较易出现逆向的质子转移过程.即HN12分子及分子异构体在基态和激发态存在一个循环机制.     

N,N-二甲基乙酰胺的氢键效应

采用密度泛函理论在B3LYP/6-31++G(d,p)水平上对水、甲醇、苯胺、氯仿与N,N-二甲基乙酰胺分子形成的1∶1气相氢键复合物进行计算研究.结果表明,4种物质与N,N-二甲基乙酰胺形成的复合物存在氢键,表现为羰基氧原子的孤对电子与H-X(X=O,N,C)反键轨道的相互作用.氢键的形成使C=O和H-X的伸缩振动频...     

醇、醚、酮和酯生物活性的分子拓扑研究

基于元素的Pauling电负性,原子成σ键的电子数,原子直接键连的成σ键的氢原子数目和原子在形成离域π键时所提供的P电子数,定义了一种原子点价公式,构建了分子连接性指数.研究了醇、醚、酮和酯对水生生物(Golden orfe)毒性、蝌蚪麻醉活性、沙蠋幼虫麻醉活性、番茄植物毒性、红蜘蛛毒性、藤壶幼虫麻醉活性、局部麻醉剂活性和小鼠毒性等八种生物活性分别同其分子连接性指数的相关性.结果表明:分子连接性指数具有良好的结构选择性和性质相关性,可用于预测其它醇、醚、酮和酯的生物活性.     

取代基影响邻菲罗啉衍生物-铕能量传递和荧光性能研究

配体结构调控是提高稀土配合物发光强度的有效手段,根据稀土配合物发光原理,理想配体应具备较高的光捕获能力并且能有效地向稀土离子传递能量。研究表明,增加配体的共轭程度可使配体的光吸收能力增强,而不同电子给予特性基团的引入则会改变配体与稀土离子间的能级匹配程度,从而影响配体向稀土离子的有效能量传递,提高配合物的发光效率。本文以引入不同特性(共轭特性、电子给予特性)取代基的邻菲罗啉为配体合成6种铕的配合物,通过分析配合物的吸收光谱、红外光谱、荧光光谱和X射线光电子能谱等发现,供电子基团和共轭基团能够提高配体的电子云密度,增大配体的摩尔吸收系数,同时有利于配体与稀土离子间形成配位键,能够明显提高配合物分子内能量传递,并使配合物发光性能增强。     

D-π-A有机光电材料电子态能级调控的密度泛函研究

应用密度泛函理论计算了4个D-π—A有机分子的前线轨道能级和电子跃迁光谱。结果表明,在电子给体三苯胺基上引入额外的电子基团,可以有效地提高最高占据分子轨道能级,由此缩小了最高占据分子轨道和最低未占据轨道之间的能级差,导致由电子态跃迁产生的吸收光谱发生了红移。     

7-羟基黄酮分子在水中分子内电荷转移及分子间多重质子的转移

基于密度泛函和含时密度泛函理论的B3LYP方法, 在TZVP基组水平上模拟7-羟基黄酮(7HF)的水复合物--7HF-(H₂O)4激发态的动力学机制. 结果表明： 复合物中7HF在第一电子激发态的前线分子轨道出现分子内电荷转移过程; 复合物中7HF在基态和第一电子激发态发生了分子结构扭转, 复合物中5个分子间的氢键在第一电子激发态均出现加强机制, 该机制可以驱动激发态的多重质子转移反应.     

2-(2,5-二羟基苯基)-4(3H)-喹唑啉酮质子转移及七元瓜环限制作用的理论研究

在B3LYP/6-311++G(d)和ONIOM(B3LYP/6-311++g(d):PM3)水平上,研究了2-(2,5-二羟基苯基)-4(3H)-喹唑啉酮(DHPQ)及其在七元瓜环(CB7)限制下的双质子转移过程,确定了DHPQ分子各互变异构体的结构、能量以及基态质子转移反应的过渡态.通过对结构变化和能量差异的分析,探讨了DHPQ中的双质子转移机理,考察了质子转移的纳米笼效应以及该笼效应对质子转移热力学性质的影响,同时研究纳米腔与DHPQ的几何匹配关系以及水溶剂对包合物质子转移的影响.计算结果表明:DHPQ是采取分步转移机理,纳米腔的限制对质子转移过程产生一个很大的能垒,抑制分子内质子转移过程,水溶剂的引入促进Path 2,抑制Path 1.     

水液相下赖氨酸钙(II)配合物旋光异构的DFT研究

该文采用DFT的M06-2X和MN15方法结合极化介质的SMD模型,研究了在水液相下两性赖氨酸分子2价钙配合物(Lys·Ca(II))的旋光异构.反应通道研究发现:Lys·Ca(II)的旋光异构可在Lys从两性异构为中性后,α-H以氨基N作桥和羰基O作桥迁移的2个通道上实现.势能面计算结果表明:,α-H以氨基N作桥的反应通道最具优势,在隐性水溶剂效应下决速步能垒为220.8 kJ·mol^-1,α-H从手性C向氨基N迁移的过渡态在显性水溶剂效应下的能垒降至120.5 kJ·mol^-1左右.研究结果表明:在水液相下手性Lys·Ca(II)的消旋过程十分缓慢,其用于生命体同补Lys和Ca(II)具有较好的安全性.