金催化丙炔酸盐与3,5-二甲基异恶唑[4+1]环化反应的理论研究

通过密度泛函理论(DFT)计算研究了金催化丙炔酸盐与3,5-二甲基异恶唑[4+1]环化反应,阐明了反应的分子机理和区域选择性,发现反应涉及4个主要步骤:异恶唑开环、七元环中间体的形成、五元环中间体的形成、氢转移,其中七元环缩环为五元环过程是反应的决速步.反应的区域选择性起源于O原子和N原子电负性的差异.     

两种荧光染料的合成及其量子化学研究

为研究荧光染料的发光机理,以4-溴-1,8-萘二甲酸酐和N,N-二甲基乙二胺为原料,合成了两种不同取代基的1,8-萘酰亚胺染料,并以核磁共振氢谱及质谱对产物结构进行表征,测定它们的激发光谱和发射光谱.采用密度泛函理论方法,对其基态结构进行优化,同时用单激发组态相互作用方法及6-31G(d)基组优化其最低激发单重态几何结构,用合时密度泛函理论及6-31G(d)基组计算基于上述结构的激发波长和发射波长.计算结果表明,该类物质电子在基态与激发态间的跃迁,主要是电子从环外原子转移至3个六元环上,预测的光谱性质与实验结果相符合.     

五元氮杂环的芳香性和稳定性

自然界中许多含有五元环的有机物都具有芳香性,其中这些五元环大部分是由(CH)单元和N原子组成的。(CH)单元和N原子是等电子体,笔者对一些五元杂环及其正负离子的稳定性和芳香性的规律进行了详细的研究。选用从头算和密度泛函理论方法,用cc-p VDZ基组对五元氮杂环及其正负离子的几何结构进行了优化,同时对它们的能量和频率进行了计算,得到了一些具有稳定平面结构的氮杂环和其正负离子。并在相同的计算水平下,对这些稳定结构的核独立化学位移(NICS)和谐振子模型的芳香性(HOMA)进行了计算,利用这两个判断标准对这些结构的芳香性进行了讨论,并得到了有关这些结构的稳定性和芳香性的一些规律。     

丙烯热反应机理中1,4-双自由基去路研究

应用密度泛函理论,研究了丙烯在800 K发生热反应产生1,4-双自由基的2条去路:(1)1,4-双自由基闭环形成1,2-二甲基环丁烷;(2)1,4-双自由基经氢迁移产生1,5-双自由基而后闭环形成甲基环戊烷.分析比较产物的生成热可知:生成甲基环戊烷的反应机理更为合理,计算结果与实验一致.     

麦角甾醇及其衍生物~1H-和~(13)C-NMR光谱的密度泛函理论研究

采用密度泛函理论(DFT)方法,在B3LYP/6-311+G(2d,p)水平上对6种天然麦角甾醇类化合物分子进行了计算研究,用GIAO方法计算了这些麦角甾醇类化合物1H-和13C-NMR化学位移.计算得到的化学位移与实验值符合的很好.本工作为相关实验研究与理论研究的结合奠定了良好的基础.     

经二环[1.1.0]丁基硼酸络合物的钯催化环丁烷衍生物合成反应的机理

利用密度泛函理论(DFT)方法对经由二环[1.1.0]丁基硼酸络合物的钯催化环丁烷衍生物合成反应进行了机理研究.计算结果表明反应经历原位的二环[1.1.0]丁基硼酸络合物形成,钯催化三氟甲磺酸酯氧化加成,协同的碳碳键断裂/钯碳键形成,烷基迁移和碳碳键还原消除等步骤.其中烷基迁移为反应的立体选择性决定步,迁移的烷基和二环[1.1.0]丁基中的亚甲基排斥作用对反应立体选择性有重要影响.减小硼酯或发生迁移的烷基位阻不能明显改变反应的立体选择性.与之相比,在二环[1.1.0]丁基的亚甲基上引入大位阻取代基可以转换立体选择性.上述结果对后续发展环丁烷衍生物合成、特别是在立体选择性调控方面可以产生启发作用.     

多种密度泛函方法计算碳氧单键解离能的性能比较

运用当前发展的40种密度泛函方法对30种包含碳氧单键C －O H的有机物中碳氧单键的解离能进行理论计算,并将获得的理论值与已知实验值进行比较,发现BM K和M PW1B95两种密度泛函方法用于碳氧单键解离能的计算所得到的结果相对可靠,而TPSSLYP1W密度泛函方法计算出来的结果与实验获得的数值之间呈现出最大的偏差。我们对造成这种差异的原因进行了进一步地分析,发现拟合密度泛函方法时所采用的数据集及参考性质,对其所适用的化合物范围及性质的表征有至关重要的影响。这为今后使用理论方法对实验无法获得准确碳氧单键解离能数值的化合物中的碳氧键断裂难易程度的表征,提供了一定的参考价值。     

meso-取代基八乙基卟啉氢核NMR化学位移研究

本文报导了一系列meso——取代基八乙基卟啉的PMR数据,并进行了比较.硝基使特定亚甲基氢的化学位移减小0.33～0.38 ppm.有关取代基使环流减小的相对大小为H相似文献   

高压下BeSe和BeTe相变和热力学性质的第一性原理计算

用从头算平面赝势密度泛函理论计算了BeSe 和BeTe从闪锌矿结构(B3)到NiAs(B8)结构的相变压强, 所得的结果与其他理论值和实验值相吻合; 通过准谐德拜模型研究了两种结构下的德拜温度和热容随压强以及温度的变化关系.     

不同烷基链长的吗啉型离子液体结构性能的理论研究

用密度泛函理论在B3LYP/6-31G*的计算水平上研究了不同烷基链长的氯代N-甲基吗啉.通过计算可知,N甲-基乙基吗啉与1个Cl-形成的离子液体主要有3种构型(mon型、nop型和orth型)6种位置.每个位置形成了3个氢键,其中与吗啉环上的氢形成的氢键最强,键长最短.吗啉环上甲基或乙基上的H原子和Cl-形成相对较弱的氢键相互作用,有利于增强离子对的稳定性.对于N-甲基乙基吗啉、N-甲基丙基吗啉和N-甲基丁基吗啉,随着烷基链的增长,Cl-与吗啉环上的H原子形成的氢键键长逐渐增大,Cl原子与不同链长烷基取代基N-甲基吗啉结合的能力减弱.     

酚类化合物苯环碳原子的化学位移与其净电荷的关系(Ⅱ)--单卤代酚化合物

用从头算RHF/6-31G*方法对卤代酚苯环碳原子的电荷分布进行量子化学计算,从标准图谱上查阅了这些化合物苯环碳原子的化学位移.氟能使其邻、对位负电荷明显增加,化学位移减小.氯、澳的效应不明显,碘呈现出相反的作用.苯环各碳原子Ci的化学位移δi与其净电荷Qi值基本呈线性关系.较大的卤素取代基本身起大的电荷屏蔽作用,使邻近碳原子化学位移受到影响.化学位移有助于判断卤代酚类化合物的反应活性.可推测氟代酚具有较高的亲核-亲电反应活性.     

碱基分子中单电子作用势判断化学键强弱的研究

碱基是遗传物质DNA和RNA的基本结构单元,与基因突变、癌症及遗传疾病许多健康问题息息相关.使用MELD精密从头计算及自编程序,计算了常见碱基分子腺嘌呤、鸟嘌呤、胸腺嘧啶、胞嘧啶和尿嘧啶中沿各化学键方向上的单电子作用势,并根据单电子作用势势垒——Dpb对各化学键的强弱进行了比较.结果表明,N—H键的Dpb值明显高于C—H键的Dpb值,且胸腺嘧啶分子的C7—H键的Dpb相对于其他分子的C—H键明显偏低.由于Dpb可以用来表征化学键的强弱,因此,碱基分子中N—H键要强于C—H键,且胸腺嘧啶中的C7—H键最弱,在DNA中易被自由基或其他基团进攻,该结论与实验结果一致,为进一步探讨碱基分子的相关性质奠定了基础.     

环丙烷及环丁烷甲基化合物开环反应机理的从头算研究

利用MP4SDQ及CCSD从头算方法，研究了环丙烷及环丁烷甲基化合物的开环反应，得到了反应体系的结构、能量，张力能等数据，结果表明，三元环的开环反应的能垒比四元环约低4.3KJ/mol，而张力能的缓解几乎相等。     

低聚炔基芴衍生物电子光谱的理论研究

运用密度泛函(DFT)B3LYP方法、从头算单激发组态相互作用(CIS)方法分别优化了炔基取代芴的单体和三聚体的基态及最低激发单重态几何结构.系统分析了分子结构、前线分子轨道特征以探索电子跃迁机理.应用含时密度泛函理论(TD-DFT)计算了分子的电子光谱,得到三聚芴炔的最大吸收及发射光谱分别为417和447 nm,与实验结果接近.同时探讨了单体和低聚体系不同的发光特征,指出炔基芴的低聚体系是良好的蓝光材料.     

团簇离子FenPm+结构的量子化学研究

对激光等离子体反应生成的原子团簇 Ｆｅｎ Ｐｍ ＋ （ｎ＝ １～３, ｍ ＝ ２～１２）进行了量子化学从头算研究, 对可能的几何结构进行了试探性计算, 并对其中较稳定构型进行结构优化． 结果表明： Ｆｅ Ｐｍ ＋ 中, Ｆｅ 倾向与 Ｐ形成多配位磷化物． 其中 Ｆｅ Ｐ６＋ 较稳定． 同时, 铁与磷易形成多铁磷化物．讨论了 Ｆｅ２ Ｐ５＋ ～ Ｆｅ２ Ｐ８＋ , Ｆｅ３ Ｐ２＋ ～ Ｆｅ３ Ｐ１２＋ 不同构型对其稳定性的影响．     

MRCI方法研究BN分子结构和解析势能函数

运用多参考组态相互作用（MRCI）的方法和Dunning相关调和基函数含扩散基的大基组aug—cc—pV5Z,获得了BN分子基态（X^3∏）和三个激发态（^1∑^＋,^1∏,^3∑^-）的势能曲线（PECs）．利用Murrel—Sorbie（MS）函数和最小二乘法拟合得到它们的解析势能函数（APEFs）,拟合误差很小表明所得解析势能函数能够很好地再现BN分子中原子间的相互作用情况,为进一步研究这一体系的动力学性质和构造多体势能函数提供参考．在所得解析势能函数的基础上,通过解核运动的薛定谔方程得到各电子态的光谱常数．     

应用ABEEM/MM方法对生物小分子CH3CONH2(H2O)n(n=1～3)团簇的理论研究

应用ABEEM/MM方法对由乙酰胺结合1～3个水分子形成的9种团簇进行研究,并把由该方法计算出的结果同从头算的结果进行比较.得出：在CH3CONH2（H2O）n（n=1～3）团簇中,氢键作用是主要的;随着水分子数的增加,团簇的稳定性随之增强;同时,对于结合相同水分子数的团簇而言,其稳定性也随着形成氢键的类型及数目的不同而有所差别.另外,ABEEM/MM方法在几何构型优化和相互作用能计算方面,也与从头算方法得到了较好的吻合.     

三种(1,10-二甲氧基)-11-萘甲烷基醚的制备、表征及理论研究

报导了标题化合物的制备，测定了标题化合物的核磁共振谱．并用HF/4-31G方法优化了三种化合物构型，在此基础上再用GMO从头计算方法计算了三种化合物的MNR谱，其结果与实验值符合较好，显然，NMR的量子化学计算可为确定化合物的结构提供一种新的工具。     

嘌呤结构和性质的密度泛函理论研究

嘌呤(purine)是一种重要的生物分子.用密度泛函理论(DFT)B3LYP方法,在6-311G**基组水平下,计算嘌呤的分子全优化几何构型、电子结构、自然键轨道(NBO)、IR光谱和热力学等性质.根据计算可知,嘌呤分子呈平面结构,整个分子构成大的共轭体系,具有一定的芳香性;嘌呤环上4个N原子有强的亲核活性,H13原子有强的亲电活性;求得并归属IR谱频率和强度以及200-1200K的热力学性质S0m,H0m和C0p,m,对深入研究嘌呤的反应和性质有帮助.