桶烯及苯并桶烯和相关化合物分子的MM_2力场方法研究

一、引言桶烯(barrelene)[双环(2.2.2)辛—2.5.7一三烯]被看成是原型的 Mbius 分子.在桶烯分子中按对称性要求,三个乙烯型的成键π轨道和三个乙烯型的反键π轨道分别各组成一个包含奇数个符号反转的 Mbius 排列.同样的情况也存在于一苯并桶烯和二苯桶烯这样的完全同共轭分子中.这种对称性相同的基π轨道跨越空间的相互作用是使这类分子中桥π键之间产生过分排斥作用的内在因素,从而使得这类分子尤其是桶烯具有较大     

桶烯及苯并桶烯基Π轨道间相互作用的分子轨道法处理

本文采用保留非键连相邻桥π原子轨道间共振积分β′的分子轨道方法,处理了桶稀及苯并桶稀分子中基π轨道跨越空间的相互作用,得到了这些分子的πMO 及能级分布.结果表明从1到4基π轨道跨越空间的相互作用是趋于减小的,π HOMO的反键性也趋于减小,而分子的稳定性应逐渐增加.     

桶烯及其相关分子同共轭性质的理论研究

在RHF／6－31G（d,p），RHF／6－6－31＋G（d,p），MP2／6－31＋G(d,p）和B3LYP／6－31＋G（d,p）水平优化得到了桶烯和相关分子的平衡几何构型，进一步用MP2／6－31G（d,p）／／RHF／6－31＋G（d,p），MP2／6－31＋G(d,p）／／RHF／6－31G＋（d,p）和B3LYP／6－31＋G（d,p）／／BLYP／6－31＋G（d,p）水平计算桶稀、双环[2.2.2]－辛二稀和双环[2.2.2]－然的气相氢化热（△H^0(298K)，气相氢化自由能（△G^0(298K)和同键反应芳香性稳定化能（HASE），计算结果指出桶烯有的G（sp^2)－C（sp^3）单链，小的∠C－C－＝C键有和比较大的氢化热，同键反应芳香性稳定化能为正值，表明桶烯为反双环芳香性分子，实现了标合物反芳香性的几何、能量的判定。     

桶烯及其相关分子同共轭性质的理论研究

在RHF/ 6 - 31G(d ,p) ,RHF/ 6 - 31+G(d ,p) ,MP2 / 6 - 31+G(d ,p)和B3LYP/ 6 - 31+G(d ,p)水平优化得到了桶烯和相关分子的平衡几何构型 .进一步用MP2 / 6 - 31G (d ,p) / /RHF/ 6 - 31G(d ,p) ,MP2 / 6 - 31+G(d ,p) / /RHF/ 6 - 31G + (d ,p)和B3LYP/ 6 - 31+G(d ,p) / /B3LYP/ 6 - 31+G(d ,P)水平计算桶稀、双环 [2 .2 .2 ]-辛二稀和双环 [2 .2 .2 ]-辛稀的气相氢化热 (ΔH0( 2 98K) ) ,气相氢化自由能 (ΔG0( 2 98K) )和同键反应芳香性稳定化能 (HASE) ,计算结果指出桶烯有较长的C(sp2 ) -C(sp3)单键 ,小的∠C -C =C键角和比较大的氢化热 ,同键反应芳香性稳定化能为正值 ,表明桶烯为反双环芳香性分子 ,实现了标题化合物反芳香性的几何、能量的判定     

铜催化苯并环丁烯醇碳-碳键断裂反应机理研究

运用量子化学方法,探究铜催化苯并环丁烯醇碳-碳键断裂的反应机理.采用密度泛函方法,以[Cu(OH)(cod)]_2为催化剂,研究环丁烯醇C(sp~3)-C(sp~3)键和C(sp~2)-C(sp~3)键断裂反应机理,分析C(sp~3)-C(sp~2)和C(sp~3)-C(sp~3)杂化强度的热力学信息,比较C(sp~3)-C(sp~2)和C(sp~3)-C(sp~3)裂解过程.     

锌促进的烯烃氢烷基化反应

季全碳中心的构筑一直是有机合成中的难点和热点,其中以廉价三级溴代烷为原料,通过分子间C(sp~3)—C(sp~3)键形成来合成该类季全碳中心更是鲜有报道.采用廉价锌粉作为还原性自由基引发剂,诱导三级溴代烷形成叔碳自由基,进而实现用烯烃捕获该自由基的策略来高效构筑C(sp~3)—C(sp~3)键季全碳中心.     

N_3H_3分子取代基效应的的量子化学研究

计算了羟基(—OH)和甲基(—CH3)对环丙氮烷和丙氮烯的取代基效应.环丙氮烷引入羟基后,1,2-二羟基环丙氮烷和1,2,3-三羟基环丙氮烷的N—N单键显著增长,而羟基的引入使丙氮烯分子的NN双键的键长变短,N—N单键的键长变长.引入甲基后,环丙氮烷的键长增长,而丙氮烯的NN双键的键长增长,N—N单键的键长变短.取代基引入后,N原子的孤对电子与N—O(N—C)键之间发生相互作用,整个分子的超共轭作用增强.随着取代基数目的增多,总能量和生成热降低,取代基数目与分子能量之间具有较好的相关性.     

二卤代双环[2.2.2]-辛三烯及其相关分子的量子化学计算研究

运用从头算方法 ,在RHF/6 -31G(d)水平下 ,全优化几何构型计算了二卤代 (卤原子为F ,Cl,Br)双环 [2 .2 .2 ]-辛三烯及其相应母体二烯的分子几何和电子结构 .结果表明 ,与相应的母体二烯相比 ,二卤代双环 [2 .2 .2 ]-辛三烯分子中存在着明显的桥双键跨越空间的相互作用和低能级δ骨架对高能级πMO的越键相互作用     

TBHP氧化烯丙位sp~3 C-H键制备其官能团化衍生物

目的本文研究以TBHP(70%水溶液)氧化烯丙位sp~3 C-H键,过渡金属催化实现其C-C官能团化,并成功合成一系列衍生物。方法以0.25倍当量的CuCl、0.1倍当量的CoCl_2为催化剂,乙腈为溶剂,2倍当量TBHP为氧化剂,1.5倍当量分子筛为添加剂,在80℃反应条件下,可以有效地促进环己烯烯丙位C—H键的活化进而完成与乙酰丙酮的交叉脱氢偶联(CDC)反应。结果该体系也适用于其他与环己烯结构相似的环状烯烃烯丙位C-H键的官能团化反应,产率在60%～88%。结论该反应具有经济、条件温和等优点。     

铂催化水与氮杂苯并冰片烯加成开环反应研究

氧/氮杂苯并冰片烯的加成开环反应是构建C—C、C—杂原子键的高效方法,在过去的几十年里研究人员对此保持着广泛的兴趣,并发展了钌、钯、铱、铑、铂、铜、钴、镍等多种过渡金属催化剂.一些含有O、N、P、S等杂原子的亲核试剂也已被成功地用于氧、氮杂苯并冰片烯的开环反应.但水作为最简单的亲核试剂,其与氧、氮杂苯并冰片烯的加成开环反应目前仅能通过铑和铱催化剂实现.基于此,课题组首次开发了一种Pt(COD)Cl₂催化剂,高效地实现了水作为亲核试剂与氮杂苯并冰片烯的加成开环反应.该反应条件温和、收率较好、对映选择性优异(均高于95%),能高效制备一系列的高光学纯度二氢化萘衍生物.     

丙二烯分子中的共轭π键

量子化学计算表明,丙二烯分子的两个相互垂直的π轨道有一定程度的延伸,π电子有一定程度的离域。C—C间布居的电荷比乙烯分子中的多。其键能亦比乙烯分子中的大。     

C6H5X·Y-（X，Y=F，Cl，Br，I）中氢键和卤键的理论研究

通过MP2／aug—cc—pVDZ理论方法计算研究了C6H5X·Y-（x,Y=F,Cl,Br,I）体系中的氢键和卤键．计算表明所有的卤代苯都能与卤素离子形成氢键相互作用,氢键强度顺序为：C6H,F〈C6H5C1〈C6H5Br〈C6H5I;F-〉Cl-〉Br-〉I-．C6H5Cl,C6H5Br,C6H5I能与卤素离子形成卤键相互作用,卤键强度顺序为：C6H5Cl〈C6H5Br〈C6H5I;F-〉Cl-〉Br-〉I-．分析结果可以发现体系中的卤键强度差异要大于氢键,说明在此体系中卤键具有比氢键更大的选择性．     

2,3-2H-2-(2-(4-苯基哌嗪-1-基)喹啉-3-基)-4-苯基-1,5-苯并的合成与表征

合成了一种含有喹啉、哌嗪等杂环的苯并杂新型杂环化合物C_(34)H_(30)N_4S,经元素分析、IR、~1H NMR、MS和单晶衍射法等表征,确定其晶体结构为三斜晶系,空间群为P-1,该分子内的七元杂环呈扭船式构象,哌嗪部分采用了典型的椅式结构.晶体内C—H…N键和C—H…S键相互作用使得化合物结构稳定,可作为药物筛选库的一员.     

改进的Hückel分子轨道方法(Ⅻ)——芳烃基多烯醛电子光谱的研究

本文针对芳烃基多烯醛(C_6H_5-(CH=CH)_n-CHO)提出了两种改进的Huckel分子轨道方法的方案:MHMO(Ⅰ)与MHMO(Ⅱ)。在MHMO(Ⅰ)中,假定直链与苯环中的C=C键的键积分为β,苯环中C-C键的键积分为β,直链中C-C键的键积分为β′=ηβ,C=O键的键积分为β″=1.5β。氧原子的库伦积分参数为h_0=1。其他Huckel假定不变。对η=β′/β提出了3个计算公式。在MHMO(Ⅱ)中,直链中的C-C键的键积分为β=0.65β,其他与MHMO(Ⅰ)假定一样。利用两种MHMO方法,对芳烃基多烯醛进行了计算,得到了它们的π—电子能级,分子轨道系数等。预示了芳烃基多烯醛的最大吸收波长或波数,与实验值符合较好。比HMO方法有非常明显的改进。     

Pd(Ⅱ)催化1,4-二氧六环的乙酰氧基化反应

报道了一种Pd(Ⅱ)催化C—H键活化1,4-二氧六环的乙酰氧基化反应,这是一种利用钯作催化剂,通过活化惰性的C(sp~3)—H键构筑C(sp~3)—O键的新方法。反应体系中无须添加任何化学计量的碱或配体为这一方法的主要特色。产物2-乙酰氧基-1,4-二氧六环的产率可达80%。另外,产物的结构通过核磁共振波谱和高分辨质谱进行了表征。     

二卤代双环[2.2.2]—辛三烯及其相关分子的量子化学计算研究

运用从头算方法，在RHF／6－31G（d）水平下，全优化几何构型计算了二卤代（卤原子为F，Cl,Br）双环[2.2.2]－辛三烯及其相应母体二烯的分子几何和电子结构。结果表明，与相应的母体二烯相比，二卤代双环[2.2.2]－辛三烯中存在着明显的桥双键跨越空间的相互作用和低能级δ骨架对高能级πMO的越键相互作用。     

单位球面Sm+1中具有平行Blaschke张量的超曲面的完全分类

设Sm 1是标准的单位球面,Rm 1是m 1维欧氏空间,Hm 1是具有常截面曲率-1的m 1维双曲空间.用Sm 1表示Sm 1中的开半球面,则有两个的共形微分同胚σ:Rm 1→Sm 1\{(-1,0)}和τ:Hm 1→Sm 1.设x:M→Sm 1是一个无脐点的浸入超曲面,则x有四个基本的M bius不变量[1]:M bius形式Φ,Blaschke张量A,M bius度量g和M bius第二基本形式B.用O(m 2,1)表示Lorentz群.对于给定的两个分别以Y,~Y为M bius位置向量的浸入x,x~:M→Sm 1,如果存在T∈O(m 2,1)使得~Y=T(Y),则称x和x~相互M bius等价.例1设~y2:M1→SK 1(r)是一个具有常数量曲率S1=mK(K-1)…     

丙二烯分子结构的量子化学从头计算

采用 PSHONDO- SCF全电子从头计算程序 ,对丙二烯分子的两种不同对称性构型的电子结构进行计算 .结果表明丙二烯分子 ,采用 D2 d对称结构比 D2 h结称结构更稳定 .丙二烯分子(D2 d)的电子结构 :(1)总能量为 - 5.0 4 2 94 6 2 0× 10 -16J,前线轨道 HOMO为 E(2 e) =- 1.6 4 0192 56× 10 -18J,LU MO为 E(3e) =7.6 6 110 52 4× 10 -19J;(2 )键级直接相键连的 C- H为 0 .3814,C=C为 0 .6 7711;(3)电荷分布—— C(1) 为 - 0 .1758,C(2 ) 和 C(3 ) 均为 - 0 .2 2 4 8,H为 0 .156 4     

磷杂硅杂丙二烯及其相关分子稳定性的理论研究

简要综述了重主族多重键。尤其是重主族累积多烯化合物的合成及结构表征和理论研究方面的最新进展．使用Gaussian98量子化学计算程序包中的ab initio计算法(HF)、密度泛函数(B3LYP)和MP2法，在6-311G(d,p)和6-311 G(d，p)基组水平下，对磷杂硅杂丙二烯及其相关异构体进行了全优化几何构型的量子化学计算．计算结果表明：丙二烯型分子具有弯曲几何构型，在炔烃异构体中。含Si≡P和C≡C三键的异构体近乎为直线分子．含C≡Si三键的异构体是最不稳定的分子，且在硅原子上有强的棱锥化效应和明显的孤对电子特征．利用计算的分子总能量，原子净电荷分布和分子偶极矩对各标题的分子几何构型、物理和化学性质进行了分析和讨论，并由计算的相对稳定化能比较和确定了磷杂硅杂丙二烯及其相关异构体的相对稳定性．得到了含C≡P和Si≡P三键的异构体比相应的累积二烯异构体稳定的结论。     

1,3,5,7,9-五咔唑基心环烯的合成与表征

自从作为富勒烯片段的心环烯分子被合成以来,大量具有C_5对称性的碳—碳、碳—卤、碳—硼、碳—氧和碳—硫键修饰的心环烯衍生物陆续被合成,然而具有C_5对称性的碳—氮键修饰的心环烯衍生物至今还没有报道.该研究通过五咔唑氮负离子对1,3,5,7,9-五氯心环烯的亲核取代反应实现了碳—氮键偶联,并得到具有C_5对称性的心环烯衍生物1,3,5,7,9-五咔唑基心环烯.采用核磁共振波谱和高分辨质谱进行表征证实其具有C_5对称结构,并采用密度泛函理论(DFT)计算模拟了其立体结构.作为一类富电子的含氮杂环,咔唑基团及其衍生物表现出许多优异的光电性能和生物活性,因此1,3,5,7,9-五咔唑基心环烯分子的成功合成不仅提供了一类新型的碳—氮键修饰的心环烯衍生物,而且该分子可能在超分子自组装、光电材料、生物方面具有重要的潜在应用价值.