多金属氧酸盐及其衍生物在药物方面的研究进展

多酸和基于多酸的化合物由于其特殊结构和性能,成为非常有前途的金属药物。讨论了多酸及其衍生物,特别是多酸基有机无机杂化物在抗肿瘤、抗病毒和抗细菌方面的研究进展。     

新的双钒帽Keggin型多金属氧酸盐衍生物的合成与表征

用预先制备的砷钼酸锂做原料,在水热条件下合成了两种As为杂原子的Keggin型杂多酸衍生物[M(phen)3]2[AsMo12O40(VO)2]·nH2O(M=Co,n=1,化合物1;M=Zn,n=0.5,化合物2;phen=1,10-phenanthroline).单晶X射线衍射解析说明化合物1和2是同构的,属于三斜晶系,空间群为Pi,它们由离散的[AsMo12O40(VO)2]4-阴离子和[M(phen)3]2+抗衡阳离子组成.另外将化合物1修饰到电极上,制备了本体修饰碳糊电极,并研究了其电化学行为.     

基于Keggin型多金属氧酸盐的有机-无机杂化材料的研究进展

当前,一大批结构新颖的基于Keggin结构的有机一无机杂化化合物被合成出来,这些化合物大致可分为以下四类:(1)帽式多金属氧酸盐;(2)支撑型多金属氧酸盐;(3)多金属氧酸盐的有机金属化合物;(4)以Keggin为建筑单元的扩展结构.     

基于密度泛函理论和含时密度泛函理论下富勒烯B24N24光谱性质研究

本文在B3LYP/6-31g(d)基组水平上, 利用密度泛函理论(DFT)优化了B24N24团簇的几何和电子结构. 研究结果表明, 优化所得B24N24团簇的几何结构对称性分别为S4、C2、S8和O;在基态稳定结构基础上, 得出其输运性质, 既非p型输运材料, 亦非n型输运材料, 即不具有输运性质;在优化好的基态结构基础上, 又研究了它的红外和拉曼分子振动谱, 四种团簇的红外-拉曼振动谱的振动强度排序均为O>S8>S4>C2;随后采用含时密度泛函理论(TDDFT),同样在B3LYP/6-31g(d)基组水平上, 计算了这四种物质在CH2Cl2溶剂中的UV-Vis吸收谱特性, 研究表明跃迁能级数量越多,吸收谱振动强度越强, 并且这些分子的紫外-可见吸收谱的振动强度排序为S4>C2>S8>O.     

基于密度泛函理论的奥氮平和氯氮平光谱性质和药物活性研究

密度泛函理论采用粒子密度取代波函数用以描述体系的物理性质,目前已被广泛用于物理、化学、生物等领域.采用密度泛函理论和时间分辨密度泛函理论,优化奥氮平和氯氮平的分子结构,计算其Mayer键级、紫外-可见光谱、前线分子轨道及构成、原子电荷、Fukui指数等,结果表明奥氮平和氯氮平的活性点位主要位于1,5-苯并二氮杂卓母体和侧面哌嗪环连接处的C-N键,并导致其药理行为的差异.本研究对进一步理解抗精神病药物的机理有一定借鉴意义.     

瓜环的结构与化学活性的密度泛函理论计算

在气相环境中,使用密度泛函理论(DFT)优化了由n个苷脲单元组成的瓜环[n](CB[n](n=5~10)),并使用Fukui函数、密度泛函(DFT)概念指数和Multiwfn软件包等现代量子化学工具,计算和分析了CB[n](n=5~10)的结构参数、反应活性位点和化学稳定性。结果表明:CB[n](n=5~10)的端口直径、空腔直径和圆外径随着苷脲单元数n的增加呈线性增长的趋势,高度基本保持不变;端口O原子和腔壁上的N原子是CB[n](n=5~10)的主要亲电反应活性位点;CB[n](n=5~10)随着苷脲单元数n的增加,化学活性逐渐增强、稳定性逐渐减弱。     

15种苯并咪唑类药物的密度泛函理论和含时密度泛函理论研究

通过采用密度泛函理论(DFT)和含时密度泛函理论(TDDFT)计算15种苯并咪唑类药物分子的量子化学性质。在DFT、TDDFT及B3LYP/6-31+G*组合条件下优化几何结构,确定其药物分子的最高占有轨道、最低未占据轨道、电子亲和性、电子亲电性和电负性等,探究各种因素对分子得失电子能力的影响,从而为今后苯并咪唑类药物结构性能和活性实验提供一定的理论依据。     

黄芩素和黄芩苷抗氧化活性与结构关系的密度泛函理论研究

采用密度泛函理论方法对黄芩素和黄芩苷分子进行构象扫描,获得2个化合物的最低能量构象并对其进行了全优化.从分子的几何结构、酚羟基解离能BDE、绝热电离势IP、HOMO和LUMO能级以及其能级差ΔE(LUMO-HOMO)等方面分析了2个化合物的抗氧化活性与结构的关系.结果表明,C6位的酚羟基为黄芩素和黄芩苷的最大反应活性位点.在非极性溶剂中,化合物抗氧化活性取决于分子中酚羟基的脱氢能力,黄芩苷的抗氧化活性大于黄芩素的抗氧化活性.在极性溶剂中,抗氧化活性取决于分子中单电子的电离势,黄芩苷的抗氧化活性大于黄芩素的抗氧化活性.     

密度泛函理论研究咪唑类硝基衍生物的性能

应用密度泛函理论在B3P86/6-311G**水平下较系统地研究13个咪唑类硝基衍生物的C—NO2、N—NO2键离解能(BDEs)、撞击感度(h50)、标准生成热(HOFs)、爆速、爆压等.根据键离解能确定化合物的最弱键,发现最弱键的BDE与电子能量E的比值BDEs/E与h50存在线性关系,计算出的h50值表明C取代硝基咪唑化合物比N取代硝基咪唑化合物稳定,随硝基数目的增加,化合物对撞击变得敏感.通过设计等键反应,计算得到13个咪唑类硝基衍生物的气相标准生成热.采用Monte Carlo方法计算其密度,运用Kamlet-Jacobs方程预测标题化合物的爆轰参数(爆速和爆压).基于安全性和爆轰性能筛选出5个既高能又钝感的含能化合物候选物.     

对苯二甲酸-锌配合物的几何体态与电子结构

基于密度泛函理论,使用自洽投影缀加平面波方法,计算了对苯二甲酸 锌配合物(MOF-5)的体态几何与电子结构。经理论预测MOF 5是一种直接能隙半导体,价带极大值(VBM) 与导带极小值(CBM)都位于位于G(0, 0, 0)点,其直接能隙约为3.17eV,间接能隙约为3.18eV。通过对优化后的MOF-5晶体结构的分析,发现MOF-5晶体结构中的苯环沿着对位方向受到拉伸,同时沿着垂直于对位方向受到压缩,说明成键过程中对苯二甲酸分子的苯环发生了一定的变形。同时对优化后的MOF-5晶体进行总态密度图、分波态密度图及Mulliken电荷分析,发现Zn—O1键的键能大于Zn—O2键,Zn原子的4p轨道有电子分布,即Zn的s、p和d轨道均参与了成键。     

二元金属Cu-Ni团簇稳态结构及电子特性的密度泛函研究

采用基于密度泛函理论的DMol团簇计算方法,对二元过渡金属CunNim（3≤n＋m≤6）团簇的各种组分进行了全面的优化计算,通过平均结合能与最高占据轨道与最低未占据轨道能级的能隙计算表征和分析了其结构稳定性,同时计算了所属点群、原子间距、及总自旋磁矩等,分析得出Ni团簇中掺入少量Cu可以增加团簇的稳定性,在中性CunNim团簇中,团簇的对称性和原子间距是决定团簇总自旋磁矩的重要因素。     

HMX分子异构体性质的理论研究

在含时密度泛函理论的框架下,首先选取了三个软件包（PWSCF软件包、CPMD软件包、OCTOPUS软件包）和两种泛函（PBE泛函、LDA泛函）构成的五种方案优化了HMX单分子异构体的四种构型（Boat构型与Boat-Boat构型属于C2群,Chair构型属于Ci群,Boat-Chair构型属于C1群）,并计算了各构型的相对总能量关系,所得结论与前人有所不同,Boat-Boat构型总能量不是最低;其次计算了HMX单分子异构体的态密度,结果表明除Boat-Chair型外其他构型均具有明显的能级分裂特征,各构型均具有绝缘体特征且Boat型能隙最大;最后计算了各构型的光吸收截面,发现Boat构型的HMX分子的光吸收截面中能观察到的显著的峰最多,其次是Boat-Boat构型、Boat-Chair构型,Chair构型最少.     

精氨酸的电子结构和光谱性质

精氨酸作为组成蛋白质的基本结构单元和重要的化工原料及其特殊的结构特点,一直是理论和实验研究的热点。采用精确的杂化密度泛函理论方法,结合四种不同Gaussian型基组优化了精氨酸的分子几何构型。在较高理论级别下,计算了分子的振动光谱和电子吸收光谱,计算结果与实验得到的紫外光谱相符合。该理论研究为精氨酸的进一步应用、分子设计、构效关系和化学反应规律的研究提供了理论参考。     

4-氨基安替比林电子光谱及溶剂效应理论研究

采用含时密度泛函理论方法(TD-PBE0)研究了4-氨基安替比林(4-AAP)在水和乙醇溶液环境中的电子光谱特性,通过电子跃迁轨道分析归属了4-AAP电子光谱谱带的跃迁轨道贡献并探究了其电子跃迁特征。研究结果表明,4-AAP在乙醇溶液中理论吸收谱带与实验谱带吻合较好,但其在水溶液中计算所得吸收谱带波长与实验所得相应值相差较大,溶剂水分子可与4-AAP通过氢键强烈相互作用形成复合物,诱导电子跃迁吸收谱带发生明显移动,氢键结合位点对其电子光谱中的最强吸收峰位置亦有影响,呈现显著的溶剂化效应。分子动力学模拟获得了水溶液中4-AAP溶剂团簇模型4-AAP-(H_2O)_3,基于此模型所得的理论电子光谱吸收谱带与实验光谱特征谱带波长相吻合,并从分子水平上对团簇结构吸收谱带的电子跃迁贡献进行了分析和归属。     

含氧空位立方HfO2电子结构和光学性质的第一性原理研究

利用基于第一性原理密度泛函理论框架下的平面波超软赝势法,研究了含氧空位立方HfO₂的几何结构、电子结构和光学性质。计算结果表明,氧空位缺陷对晶格参数的影响不明显。能带结构和态密度结果表明在-0.216 eV处出现了氧空位缺陷能级。通过对比纯立方HfO₂的光学吸收边,由于氧空位缺陷能级的出现,含氧空位立方HfO₂的光学吸收边向低能方向移动。此外,氧空位的出现导致了静态介电常数的增加。     

Mg掺杂硅团簇MgSin(n=1~10)的结构和电子性质研究

运用杂化密度泛函B3LYP理论方法,在6-311+G(d,p)基组水平上对MgSin(n=1~10)多种低能异构体进行优化,获得了各个尺寸下团簇的最低能量结构,并研究MgSin(n=1~10)的结构特点和电子性质.结果表明单个镁原子掺杂硅可得到稳定的二元掺杂团簇.     

6-氮杂胞嘧啶与甲酸氢键复合物稳定性的理论研究

采用密度泛函B3LYP方法,在6-31G(d,p)基组水平上对6-Aza与trans-HCOOH、cis-HCOOH及HCOO-形成氢键复合物进行研究,获得了20种稳定的氢键复合物,并获得了复合物的总能量、相对能和零点能。计算结果表明,6-Aza与trans-HCOOH、cis-HCOOH中H和O相连形成复合物的热力学稳定性为:M8>M1>M3>M2>M9>M6>M7>M12>M11>M15≈M16>M10>M5>M13>M14,其中6-Aza氨酮式和甲酸反式结构中的醇式结合形成复合物M8的稳定性最高。6-Aza与HCOO-反应的热力学稳定性顺序:M20>M19>M17>M18。     

P6团簇能级分布及其热力学性质的理论研究

采用密度泛函理论(DFT)B 3LYP方法,在6-311G(d)基组水平下,对P6团簇的8种异构体进行了优化,并对它们的几何构型、能级分布和热力学性质进行了分析,讨论了最高占据轨道(HOM O)与最低空轨道(LUM O)之间的能级间隙(Eg),分析了团簇的化学活性.最后求得结构c热力学性质与温度的关系.