为什么是锌? 锌指蛋白质金属键合专一性的密度泛函活性理论研究(英文)

采用密度泛函活性理论研究了以锌指蛋白为基础建立的3种锌指模型,MS4-xNx(M为二价金属离子Mg,Ca,Sc,Ti,V,Cr,Mn,Fe,Co,Ni,Cu,Zn;S和N分别代表组氨酸和半胱氨酸残基;x=0,1,2),并探讨了其金属结合特异性.结果表明,当锌离子参与键合时,体系既表现出最大稳定性,同时又显示出最大反应活性.这种同时把稳定性和反应活性有机地结合于一体的特质清楚地说明了锌指蛋白质分子对金属锌离子键合的专一性.     

密度泛函活性理论预测单取代和多取代苯甲酸的pKa值

酸碱性是分子非常重要的物理化学性质之一通常用pKa值来表示,但由于受稳定性等诸多因素的制约从实验上准确测定一些分子的pKa值仍有困难.从理论和计算上寻找有效和可靠的预测酸碱性的方法仍然是目前文献上活跃的课题.最近,我们从密度泛函活性理论的角度提出了一个简单而有效的方法来计算分子的酸碱性.本文试图把该方法应用于苯甲酸体系...     

甲醛和氟代甲醛在不同溶剂中溶剂化效应的理论计算

采用密度泛函UB3LYP／6—311＋G^＊＊方法，结合极化连续模型（PCM）计算不同介电常数的溶剂对甲醛和氟代甲醛的溶剂化效应及对其振动频率的影响．计算结果表明，溶剂极性不影响甲醛和氟代甲醛分子C2v点群对称性．甲醛及氟代甲醛的C=O键强度均随着溶剂介电常数的增大逐渐减弱，氟代甲醛的减弱较甲醛明显．无论是在气相中还是在溶剂中，氟代甲醛的C=O键强度大于甲醛的C=O键强度．氟代甲醛分子中的C=O键在溶剂中随着溶剂介电常数的增大，键的极性逐渐增强．甲醛和氟代甲醛分子处在极性溶剂还是非极性溶剂中，其能量总是低于气相状态能量．     

基于ICT原理氮杂冠醚光化学传感器的理论研究(英文)

采用DFT方法,对两个基于ICT原理的氮杂18-冠-6光化学传感器及其与Na~+、K~+、Mg~(2+)、Ca~(2+)的配合物进行了理论研究.并在B3LYP/6-31+G(d,p)理论水平上对所有分子进行了几何构型优化,优化构型及部分参数表明配合物中冠醚环上氮原子与香豆素基团平面化程度显著增加,尤其是两配体与Ca~(2+)的配合物.另外,据NBO分析结果可知,冠醚环上的氮原子不同程度地参与了与金属离子的配位.以上两种现象均会对分子内电荷转移产生影响.为了说明两现象相互作用使配体对金属离子产生的选择性,本文还利用TD-DFT方法,对配体及配合物的紫外吸收进行了计算和分析,结果显示两个配体均对Ca~(2+)有较高选择性.     

PdnAum（m＋n≤4）对甲酸催化氧化活性的影响

通过密度泛函理论计算了单个甲酸分子吸附在团簇PdnAum（2≤m＋n≤4）上的构型,得到了其稳定构型．吸附能从0．698eV到0．999eV,其中两个位置的吸附较强,分别是羰基氧和羟基氧,而羰基氧上的吸附能量比较大,构型尤为稳定．还发现金的掺杂加强了钯金属团簇与甲酸的吸附,而以不同比例组合的合金的较稳定的吸附位置都是钯原子．在PdnAum（2≤m＋n≤4）合金与甲酸的吸附构型中,PdnAum的吸附能最大（0．999eV）,对甲酸表现出最强的化学活性．     

密度泛函计算中基组的收敛现象:强成键体系CO分子

探讨了用密度泛函理论中7个常见交换-相关密度泛函及8种常见Dunning调和相关基组处理CO分子的三种性质(平衡键长、谐振基频和离解能)时表现出的基组收敛现象.用Dunning的单指数插补法,求得了上述性质的全基组极限值.用扩展的调和相关基组,发现键长的系统误差在0.002 9 (LDA)到0.007 3 A(BP86...     

溶剂效应对1,8-萘啶衍生物荧光性质的影响

合成了3个含不同取代基的羟基-1,8-萘啶衍生物,并使用质谱、核磁、红外等方法确定其结构.在不同极性的溶剂中测定紫外-可见吸收光谱和荧光发射光谱.结果发现,当化合物含有不同取代基时,溶剂效应会使化合物的荧光光谱发生改变.     

C48异构分子稳定性的密度泛函方法理论研究

以富勒烯C48分子、花生壳状2C24聚合体、及C48非富勒烯分子为研究对象,采用密度泛函理论的B3LYP方法,在6-31G*水平上,计算了三种C48异构富勒烯分子的几何构型,电子结构,分子能量和偶极矩.根据计算结果,分析并比较了三种异构体分子的化学稳定性和物理化学特性.研究结果表明三种C48分子异构体的稳定顺序为:C48非富勒烯分子、C48富勒烯分子、花生壳状2C24聚合体.     

甲醇在Pd_n（n=1-9）团簇上吸附的理论研究

利用密度泛函理论来研究单个甲醇在钯团簇Pdn（n=1-9）上的吸附,进而得到最稳定化合物.首先,计算Pdn（n=1-9）的最稳构型及能量,与文献对比得到一致结果.然后,通过计算得到化合物Pdn（n=1-9）-CH3OH的最稳定构型及吸附能,总结出吸附能随n值的变化关系.进一步研究计算了各个最稳定吸附构型中的甲醇羟基氢劈...     

卟啉化合物的合成及其对细胞色素P-450的模拟 Ⅵ 金属卟啉催化的仿生氧化反应中的溶剂效应

本工作分别以TPPFe~(111)CI、TPPMn~(111)Cl、[TPPFe~(111)]_2O和[TPPMn~(111)]_2O作为细胞色素P-450模型化合物在温和条件下催化PhIO向环己烷转移一个氧原子的反应,研究了这些反应在不同溶剂中的反应动力学行为以及溶剂效应对反应速率,反应产率和产物选择性的影响.     

重金属离子对致癌性NDMA形成影响的实验与理论研究

重金属污染对环境和人体健康已造成严重威胁,N-亚硝基二甲胺(NDMA)作为具有强致癌性的环境污染物也引起了广泛的关注.本论文探讨了重金属离子Cd(Ⅱ)、Hg(Ⅱ)和Pb(Ⅱ)在模拟胃液中,对NDMA形成的影响;并运用密度泛函理论(DFT)计算方法研究了重金属离子的可能作用机理.实验研究中发现3种重金属离子均能促进NDMA的形成,而理论计算结果表明重金属离子与二甲胺之间的相互作用强于与亚硝酸之间的相互作用,而且重金属离子与二甲胺形成的中间体通过先失去氢质子,再与亚硝酸作用可以生成NDMA.此反应是一个放热过程,而且反应的能垒较低,由此推测重金属离子很可能是通过与二甲胺作用而促进NDMA的形成.     

臂式冠醚与碱金属Li+, Na+配合物结构与性能的理论研究（英）

基于N-丁基-氮杂15-冠-5母体环的一系列的不同端位取代基的臂式冠醚,用DFT//B3LYP/6-31G*方法进行计算讨论.气相中,金属配合物有两种稳定构型:"V"型的夹心结构(构型A)和线性的构型(构型B).另外,利用NBO分析和IR光谱的方法,理论上推断出主-客体配合物分子间的相互作用的电子结构本质.结果表明,气相中LCEs和金属阳离子(Li+和Na+)间的相互作用主要是离子-偶极作用,而阳离子-π电子的相互作用不明显.     

荧光分子器件均二苯代乙烯 4冠醚的含时密度泛函理论研究(英)

用DFT与TDDFT方法在B3LYP//6-31+G*水平上讨论了发色团均二苯代乙烯冠醚衍生物与Li+荧光作用.计算结果表明,均二苯代乙烯 4对Li+有强荧光响应.与Li+作用后,两种异构体呈现出不同的荧光效应：顺式的荧光光谱发生了蓝移,并伴随有荧光增强效应;而反式化合物的荧光光谱发生了红移,且伴随着荧光猝灭效应.此外,配合物的光谱发生了大的斯托克斯位移.     

FexCuy(x+y=2)羰基簇合物前线轨道特征及其反应活性的理论研究

本研究采用密度泛函理论,计算研究了Fe_xCu_y(x+y=2)羰基簇合物的结构、吸附能和前沿分子轨道特征,分析了第二金属原子在配体反应中的作用,也证实了CO与双金属团簇的反应比纯团簇体系的反应更容易,其中FeCu具有最大的分步吸附能。最后利用HOMO和LUMO的能级差来考察第二金属对羰基配合物的反应活性的影响,发现双金属团簇羰基配合物比相应的Fe₂和Cu₂能量低,其中FeCu(CO)₂比其他双金属羰基配合物具有更低的能隙和相对高的吸附能。这表明在反应中调节双金属团簇以获得更高活性的羰基配合物是可行的。     

有机电解质的黏性系数对超级电容充电特性的影响

黏性系数是量度流体黏滞性大小的物理量,它是与流体传输现象相关的最重要的物理性质之一.在超级电容充电过程中,电解质黏性系数对充电性能存在一定的影响,目前大部分理论计算将其忽略,而Archer的动态密度泛函理论对其进行了很好的考虑.该文采用Archer的动态密度泛函理论,对超级电容两种常见有机电解质(四乙基六氟磷酸铵/碳酸丙烯酯和四氟硼酸锂/乙腈)的充电特性进行研究.通过模拟运算得到超级电容在充电过程中电极表面的电荷密度随时间的动态演化及电极附近的离子密度分布和电容内的静电势分布情况.并与含时密度泛函理论描述的结果进行对比,发现超级电容电解质黏性系数较小时,在充电过程中电极表面的电荷密度随时间存在弱阻尼振荡现象,从而证明有机电解质黏性系数对超级电容充电特性的影响.     

2-叔丁基-9,10-二（三苯基乙烯基-4-苯基）蒽的电子结构和光谱性质的理论计算

蒽类化合物作为有机电致发光材料具有刚性结构、宽能隙和高荧光量子效率等优点,近年来引起了人们的广泛关注.本文通过量子化学计算系统的研究了一种新型的蒽类蓝光发光材料--2-叔丁基-9,10-二(三苯基乙烯基-4-苯基)蒽(TPVAn)的光学和电子结构性质.计算结果表明,TPVAn分子具有三维的非平面分子结构,这种结构可以降低分子间的相互作用以及激基缔合物的形成.电子的激发导致TPVAn分子中心蒽中各键键长发生变化.吸收光谱和发射光谱的理论计算值和实验值符合较好,分别为328.34 nm和453.15 mn,并且该分子荧光寿命较长,为15.9094 ns.在电致发光器件应用上,TPVAn分子是一种具有开发前景和实用价值的蓝光发光材料.     

失配应变对钛酸铅薄膜正负弹卡效应的影响

基于朗道-德文希尔理论,通过热力学分析,描述了钛酸铅薄膜的正负弹卡效应与应力场的关系,以及失配应变对钛酸铅薄膜正负弹卡效应的影响.结果表明,对钛酸铅薄膜施加不同应力场可以得到正负弹卡效应.失配应变对钛酸铅薄膜弹卡效应有较大的影响,拉伸失配应变增强钛酸铅薄膜负弹卡效应,拉伸失配应变为0.000 4时使钛酸铅薄膜负弹卡效应温度变化峰值增大约2.3 K,室温附近的温度变化增大约1.2 K,同时温度变化的峰值向室温方向偏移约55℃;压缩失配应变对钛酸铅薄膜正弹卡效应有促进作用,压缩失配应变为-0.002时使钛酸铅薄膜正弹卡效应室温温度变化增大约1 K.在失配应变调控下,同时利用钛酸铅薄膜正负弹卡效应,钛酸铅薄膜可以在室温附近获得约14 K的温度改变,对于钛酸铅薄膜弹卡效应在固体制冷上的应用有重要意义.     

Cu（Ⅱ）对大型溞的急性毒作用及其生理生化指标影响

为了研究水体中Cu（Ⅱ）对大型溞的急性毒理作用及其生理生化指标影响,在三种条件下（自然光,强光照,振荡）,将大型溞暴露于Cu（Ⅱ）的9个浓度组和1个对照组进行48h的急性毒性试验,得到24h和48h的半数致死浓度（LC50）.再将成熟的大型溞暴露于4个浓度组和1个对照组进行48h的暴露试验,测定超氧化物歧化酶（SOD）、过氧化物酶（POD）活性、可溶性蛋白和可溶性总糖的含量,将实验数据进行单因素方差分析（OneWay ANOVA）后,结果显示：随着暴露时间的延长,Cu（Ⅱ）的毒性增强（24 h-LC50为248.9μg·L-1,48 h-LC50为134.6μg·L-1）;强光照组和振荡组的48 h-LC50低于自然光组;SOD酶活性在Cu（Ⅱ）低浓度时高于对照组,高浓度时低于对照组,且差异显著（除160μg·L-1外）;POD酶活性先增加后降低,在Cu（Ⅱ）浓度为240μg·L-1时达到峰值,各处理组均高于对照组,且差异显著;各处理组的可溶性蛋白含量均低于对照组,呈递减趋势,与对照组相比,差异显著;在Cu（Ⅱ）浓度为80μg·L-1时,可溶性总糖含量最高,高于对照组,其他处理组均低于对照,统计分析结果同SOD.实验结果表明振荡和强光照会影响Cu（Ⅱ）对大型溞的毒性,SOD、POD和可溶性蛋白含量的变化趋势与文献报道基本一致,可溶性总糖的变化有待进一步研究.