取代基对苯并噻吩芳香性的影响

含金属杂原子的共轭体系因在生物医药、化学反应催化等领域展现出广阔的应用前景而备受关注.过渡金属取代的苯并噻吩是一类重要的反应中间体,同时具有孤对电子和芳香性π电子,因此显示出特殊的性质.在M06-L/aug-cc-pVDZ(过渡金属采用aug-cc-pVDZ-pp)水平上,通过核独立化学位移(NICS)、π轨道及各向异性磁感应电流密度(AICD)等分析,研究了包括过渡金属在内的不同基团取代的苯并噻吩芳香性,讨论了不同种类、不同位置取代对噻吩环芳香性的影响.计算结果表明:苯并噻吩具有很强的芳香性,噻吩环上C3位过渡金属及S位取代基的引入使芳香性明显降低,但C3位取代的金属种类及S原子上取代基变化对芳香性影响较小;C2上连接H原子时,金属取代苯并噻吩为芳香性,连接体积较大的nPr基时为反芳香性.     

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。     

芳香性与环伸缩振动拉曼光谱相关性的理论研究

本研究采用密度泛函理论B3LYP方法对芳香性分子LnHn(L=C、Si、Ge,n=3~8)进行几何优化及NICS和拉曼光谱的计算,进而计算其环伸缩振动拉曼光谱频率与NICS数值间的相关系数,并以C6H6为例进行了环伸缩振动拉曼光谱理论计算值与实验测定值间一致性的比对研究。研究表明,C6H6的环伸缩振动拉曼光谱理论计算值与实验测定值相对误差在1.8%以内,LnHn(L=C、Si、Ge,n=3~8)系列芳香性分子的芳香性大小判别指标NICS理论计算值与其环伸缩振动拉曼光谱频率理论计算值间存在高度正相关,即芳香性越大,其环伸缩振动频率也越大。预测可通过测定芳香性物质的环伸缩振动A1′或A1g拉曼光谱频率的大小来实现对其芳香性大小的实验定量测定。     

芳香性及芳香性的判据

本文概述了对芳香性认识的发展、及对芳香性判据的较为重要且影响较大的几种方法，并对其进行了简要的讨论。     

物质的芳香性

本文在论述了物质经典的芳香性理论的基础上，提出了一种非平面立体结构的物质的芳香性的判断方法。     

几种杂环化合物的芳香性顺序和亲电取代活性

从定性和定量两方面对五元杂环化合物和吡啶芳香性强弱进行了分析论证并排序,对五元杂环和六元杂环吡啶的亲电取代反应的部位及难易原因进行了分析论证并排序。     

从芳香性碳-碳双键的反应特性阐述碳纳米管功能化修饰

 纳米材料的功能化修饰构成了现代纳米技术的重要组成部分。作为纳米材料的成员之一,碳纳米管不易分散或溶解于任何溶剂。为了改善碳纳米管的分散/溶解性能,对其进行必要的化学修饰是可行的途径。构成碳纳米管的芳香性碳-碳双键是其功能化修饰主体。利用有机化学碳-碳双键反应的基本理论知识,能指导碳纳米管的修饰,并可预测碳纳米管的形貌及电子性能改变规律。而碳纳米管的功能化修饰成果,也有助于增强难溶有机化合物的碳-碳双键反应特性和规律的理论基础。本文从近年的科研成果出发,从结构-性能角度深入探讨了不同修饰方法对碳纳米管形貌及结构的影响。基于碳-碳双键的加成反应有效保持了原始碳纳米管的形貌,更有利于修饰碳纳米管的广泛应用。     

全金属团簇Gan(n=3,4,5)芳香性的密度泛函理论研究

根据密度泛函理论,对Gan(n=3,4,5)团簇和Gan-(n=3,4,5)进行了几何结构优化和结合能计算,并对其电子结构及成键特性进行了分析.由核独立化学位移(NICS)和分子轨道(MO)数据分析,确定团簇均具有芳香性,且以π电子芳香性为主.     

A1nm(m=0,±1,n=3,4,5)团簇的稳定性和芳香性研究

采用密度泛函理论中的B3LYP方法,对铝团簇Alnm(m=0,±1,n=3,4,5)进行了理论研究.经过优化得到其基态构型,讨论了其稳定性.通过核独立化学位移(NICS)和分子轨道(MO)分析,确定Al3的次稳态、Al3-、Al4、Al4-、Al5和Al5+团簇具有芳香性,其余团簇不具有芳香性,芳香性均以π芳香性为主.     

Aln^m（m=0,±1,n=3,4,5）团簇的稳定性和芳香性研究

采用密度泛函理论中的B3LYP方法,对铝团簇Alnm（m=0,±1,n=3,4,5）进行了理论研究。经过优化得到其基态构型,讨论了其稳定性。通过核独立化学位移（NICS）和分子轨道（MO）分析,确定Al3的次稳态、Al3^-、Al4、Al4^-、Al5和Al5^＋团簇具有芳香性,其余团簇不具有芳香性,芳香性均以π芳香性为主。