反铁磁性铜配合物密度泛函理论研究

应用密度泛函理论结合破损态方法对铜配合物(bmim)_2[Cu_3(μ_3-OH)(μ-Cl)(μ-pz)_3Cl_3](bmim+=1-丁基-3甲基咪唑阳离子,pz-=吡唑阴离子)磁性质进行理论研究.通过八种密度泛函方法(B3P86,B3LYP,PBE,PBE0,B3PW91,BP86,BLYP,M06)在五种基组(LANL2DZ,6-31G-SVP,TZVP-SVP,6-31G,SDD)水平下对该配合物磁耦合常数计算的结果表明,实验数据与实验值符号一致,其中在BP86//6-31G-SVP水平上所得的耦合常数值为-99.61cm~(-1),与实验数值(-98cm~(-1))符合程度最为接近,说明单占据轨道间的能量劈裂是配合物表现反铁磁性耦合的原因.     

2,6双[二-(吡啶-2-甲基)-氨甲基]-4-甲基苯酚桥连的双核铜配合物的磁性理论研究

采用密度泛函理论和对称性破损态方法,用反铁磁双核铜配合物[Cu_2(L~(Me)O—tmpa)(N_3)_2]ClO_4为研究对象,计算铜配合物的磁交换耦合常数,讨论不同基组和方法计算铜配合物交换耦合常数的精确度,计算所得耦合常数都为负值,表明Cu离子间存在反铁磁相互作用,与实验观察的情况一致.研究显示,两个Cu离子之间弱的反铁磁相互作用主要源于单占据分子轨道SOMOs的能量劈裂.     

有机次磷酸桥连双核镍配合物[Ni_2(μ—O_2P(H)Ph)_2(bpy)_4)]Br_2磁性理论研究

采用密度泛含理论和对称性破损态方法,选用反铁磁双核镍配合物[Ni2(μ—O2P(H)Ph)2(bpy)4)]Br2作为研究对象,应用bpw91,bp86,blyp三种密度泛函方法,在不同的基组(SDD/LANL2DZ/6-31G)水平下,计算配合物的磁耦合常数,讨论不同种基组和方法计算镍配合物交换耦合常数的精确度,对轨道能量进行计算,对自旋密度进行分析.研究表明,两个Ni(II)离子之间弱的反铁磁相互作用主要源于单占据分子轨道SOMOs小的能量劈裂.     

含稀土钆异双核配合物磁耦合常数的密度泛函理论计算

采用DFT-BS方法在不同泛函和基组下计算了配合物LGdCu(N03)3的磁耦合常数,计算结果表明在PBEO/TZP水平下得到的计算值与实验值很接近,应用到其他含稀土钆的异双核配合物体系,得到的结果与实验值也较吻合,表明该方法可用于预测Gd-M配合物体系的磁学性质.     

氰酸桥联双核铜配合物磁性理论研究

采用密度泛函理论和对称性破损态方法(DFT-BS),研究氰酸桥联双核铜配合物的磁性.结果表明,用混合密度泛函(B3LPY,B3P86,B3PW91)计算所获得的结果与实验值符号相同,B3P86/SDD水平下的计算结果与实验值最接近;其单占据分子轨道SOMOs能量劈裂小,两个Cu离子间有弱的铁磁作用,该配合物存在自旋离域效应.     

铜(Ⅰ)、银(Ⅰ)氮氧自由基配合物磁构效应的理论研究

采用密度泛函结合对称性破损(DFT-BS)方法,研究了铜(I)、银(I)氮氧自由基配合物磁构效应.计算结果表明,在考察改变两个氮氧自由基二面角(θ)而引起磁交换偶合常数(J)的变化时发现,将AgⅠ和CuⅠ配合物中氮氧自由基的正交排列逐渐转为平行排列,最终都实现由铁磁性偶合转变为反铁磁性偶合,但转变的过程并不完全相同.分子轨道和自旋集居数分析都很好解释了计算结果.分析还表明,AgⅠ和CuⅠ两个结构相似的配合物,磁构效应之所以不同,实际上是由它们的磁偶合机理不同所导致的.     

铜(Ⅰ)、银(Ⅰ)氮氧自由基配合物磁构效应的理论研究

采用密度泛函结合对称性破损(DFT-BS)方法,研究了铜(Ⅰ)、银(Ⅰ)氮氧自由基配合物磁构效应。计算结果表明,在考察改变两个氮氧自由基二面角(θ)而引起磁交换偶合常数(J)的变化时发现,将AgⅠ和CuⅠ配合物中氮氧自由基的正交排列逐渐转为平行排列,最终都实现由铁磁性偶合转变为反铁磁性偶合,但转变的过程并不完全相同。分子轨道和自旋集居数分析都很好解释了计算结果。分析还表明,AgⅠ和CuⅠ两个结构相似的配合物,磁构效应之所以不同,实际上是由它们的磁偶合机理不同所导致。     

希夫碱铜(Ⅱ)配合物的合成、表征及其与DNA的相互作用

用L-半胱氨酸、水杨醛和醋酸铜合成了一种新的希夫碱铜(Ⅱ)配合物(Cu(Ⅱ)L),并对其结构进行了表征;用荧光、黏度和电化学方法研究了该配合物与DNA的相互作用.结果表明,希夫碱铜(Ⅱ)配合物与DNA的作用模式是插入和吸附的混合模式,测得Cu(Ⅱ)L与CT DNA的键合常数是1.63×104L/mol.该配合物与单链DNA和双链DNA有不同的电化学性质,利用这种性质可以作为识别dsDNA和ssDNA的探针试剂.     

含硫希夫碱配合物的研究Ⅱ.由S-苄基二硫代肼基甲酸酯衍生的希夫碱配合物

从S-苄基二硫代肼基甲酸酯(H_2NNHCSSCH_2C_6H_5)衍生出的两种希夫碱——邻氯苯甲醛希夫碱O—CIC_6H_4CHNNHC(S)SCH_2C_6H_5和亚苄基丙酮希夫碱C_6H_5CHCHC(CH_3)NNHC(S)SCH_2C_6H_5为配体,合成了与镍和铜的四种新的螯合物。对这些配合物进行了化学分析以及电导,磁性、紫外-可见光谱和红外光谱等性质的研究。结果表明,Ni(Ⅱ)与上述两种配体形成具有[NiA_2]和[NiB_2]形式的反磁性的平面正方形配合物,其中配体为单价双齿阴离子配体。Cu(Ⅱ)与邻氯苯甲醛希夫碱形成反磁性的Cu(Ⅰ)配合物[Cu(HA)A]。Cu(Ⅱ)与亚苄基丙酮希夫碱形成室温下磁矩为1.44B.M.的双核配合物[Cu_2Cl_2B_2],其中每个Cl桥与两个Cu(Ⅱ)相连,每个Cu(Ⅱ)具有平面正方形的配位结构。     

含硫希夫碱配合物的研究II.由S-苄基二硫代肼基甲酸酯衍生的希夫碱配合物

从S-苄基二硫代时基甲酸酯(H_2NNHCSSCH_2C_6H_5)衍生出的两种希夫碱——邻氯苯甲醛希夫碱O—CIC_6H_4CHNNHC(S)SCH_2C_6H_5和亚苄基丙酮希夫碱C_6H_5CHCHC(CH_3)NNHC(S)SCH_2C_6H_5为配体,合成了与镍和铜的四种新的螯合物。对这些配合物进行了化学分析以及电导,磁性、紫外-可见光谱和红外光谱等性质的研究。结果表明,Ni(Ⅱ)与上述两种配体形成具有[NiA_2]和[NiB_2]形式的反磁性的平面正方形配合物,其中配体为单价双齿阴离子配体。Cu(Ⅱ)与邻氯苯甲醛希夫碱形成反磁性的Cu(Ⅰ)配合物[Cu(HA)A]。Cu(Ⅱ)与亚苄基丙酮希夫碱形成室温下磁矩为1.44B.M.的双核配合物[Cu_2Cl_2B_2],其中每个Cl桥与两个Cu(Ⅱ)相连,每个Cu(Ⅱ)具有平面正方形的配位结构。     

α-甲基-2-取代苯乙烯基苯并咪唑染料含时密度泛函理论研究

目的运用量子化学计算为苯乙烯基苯并咪唑染料分子的结构与性质关系,以及染料的设计及合成提供理论依据。方法采用PBE1PBE和B3LYP两种密度泛函理论(DFT)方法及6-31G*极化基组对染料分子进行量化计算。结果对α-甲基-2-取代苯乙烯基苯并咪唑染料系列进行了几何构型全优化,并采用含时密度泛函方法(TD-DFT)计算了分子第一激发态的电子跃迁,计算所得到的最大吸收波长λmax与实验值吻合得很好,在微观上解释了苯环上取代基CH3,OH,Cl,OCH3,N(CH3)2,NO2对分子电荷转移,前线轨道能量和电子光谱的影响规律。结论采用PBE1PBE/6-31G*方法可以计算并预测苯乙烯基苯并咪唑系列染料分子的几何构型和电子吸收光谱性质。     

B3PW91-PFD:密度泛函与SAM色散校正的新组合

Austin等提出的APF-PFD方法中的APF泛函由B3PW91和PBE0泛函混合组成。本文对B3PW91和PBE0泛函分别与SAM球原子色散模型所组合成的B3PW91-PFD和PBE0-PFD方法计算结果分析,发现B3PW91-PFD已能够较好地描述常见类型的分子间相互作用,没有必要再混入PBE0泛函,否则会严重夸大色散能。对于S22测试集,与CCSD(T)/CBS金标准比较,我们发现B3PW91-PFD方法的计算精度超过原始APF-PFD方法,也优于B3LYP-D3方法。且该方法对基函数没有明显的依赖性,Pople的6-311++G(2d,p)基是其最优性价比基组。     

希夫碱配合物对O2^—和DNA的作用

采用比色法、荧光和吸收光谱法研究了N -邻香草醛氨基葡萄糖希夫碱 (O -Vanillinwithgiucosamine,VG)的铜 (Ⅱ )、锌 (Ⅱ )、钴 (Ⅲ )配合物 (简称 :MVG)对超氧阴离子自由基和DNA的作用 结果表明 :CuVG ,ZnVG和CoVG能抑制超氧离子自由基的生成 ,抑制能力最强的是CuVG 此外 ,配合物CoVG可与DNA有效结合 ,结合常数 (Ko)值为 5 .2 6× 1 0 4 mol-1·L ,每 1 0 0个核苷酸的片段可提供结合位点数是 3 8     

基于吡啶羧酸的苯基-甲基苯并咪唑Ir(Ⅲ)配合物的TDDFT研究

通过系统的使用密度泛函及含时密度泛函理论(DFT/TDDFT)结合6-31G*基组及赝势基组Lan L2DZ,采用B3LYP方法对一系列Ir(Ⅲ)配合物进行理论研究,包括电子结构以及光谱性质等.其中配合物Ir-(pmb)3为现有蓝光配合物分子,而Ir-(Rpmb)2pic则是我们理论设计所得配合物分子,对其分子结构、电子结构以及最低单重态吸收光谱的计算均处于DFT水平,基态与激发态分子结构优化是在DFT/TDDFT/B3LYP/LANL2DZ水平下完成.计算过程中显示,Ir-(pmb)3配合物的计算结果数据与实验值吻合,理论设计所得配合物的发光颜色处于纯蓝光区域.此外,通过数据分析可以看出,配合物主配体的改变和吸电子基团的引入能够引起HOMO-LUMO带隙的变化,进而影响到发光颜色.     

PBE双杂化密度泛函参数的优化

为准确计算分子间相互作用能,对PBE类双杂化密度泛函中的参数重新优化,将最优参数对应的泛函命名为PBE0-2P,并对一系列体系进行结合能的测试。使用基函数aug-cc-pVTZ计算17个VanderWaals体系,然后在6-311++g(3d,3p)基组下对S22库中氢键体系、色散体系等22个复合物体系进行测试。两个测试集所得结合能平均相对误差均在10%以下,与PBE0-DH、PBE0-2相比,误差有所降低,且小于常用泛函M06-2X,甚至优于二级微扰理论(MP2)方法。     

AuPH_3-C≡C-C_6H_5与(AuPH_3-C≡C)_2(1,4-C_6H_4)_2配合物激发态性质的密度泛函研究

用密度泛函方法优化了AuPH3-C≡C-C6H5(a)与(AuPH3-C≡C)2(1,4-C6H4)2(b)配合物的基态几何结构,并用含时密度泛函方法计算得出配合物a与b在CH2Cl2溶液中的发光光谱,计算结果与实验值符合得很好.计算得出两种Au(Ⅰ)配合物的最低能量吸收光谱分别为295.2 nm和353.1 nm,均属于C(2p)→Au(6p)的电荷转移(LMCT)修饰下的pπ(-C≡C-、■)→pπ*(-C≡C-、■)跃迁本质,并伴有Au(5d)→Au(6p)的金属中心电荷转移(MCCT)性质.配合物b近似由两个配合物a相连接而成,配合物b的分子轨道也由配合物a的分子轨道组合而成.由于轨道组合中存在pπ*或pπ相互作用,配合物b的最低能量吸收谱线的波长大于配合物a的相应值.Au(Ⅰ)的修饰作用使分子轨道的密度分布更具有规律性,使分子的轨道跃迁更活跃.     

双联吡咯啉类锌配合物的光物理性质的理论研究

采用密度泛函B3LYP方法,使用6-31G(d)基组优化双联吡咯啉锌配合物(a)和双(5,5’,7-三甲基)-联吡咯啉锌配合物(b)的几何结构,在获得稳定构型的基础上,讨论了体系的光物理性质.计算得到的吸收光谱值和实验值吻合,通过前线分子轨道分析表明,主要跃迁是卟啉配体的π到π*跃迁,Zn原子对跃迁的贡献很小,这和8-羟基喹啉铝中Al原子起到的作用相似.     

一种希夫碱铜配合物与DNA相互作用的研究

设计合成一种希夫碱2-氨基-5-巯基-1,3,4-噻二唑水杨亚胺(L)及其铜的配合物Cu(L),运用红外、紫外、元素分析等方法对其结构进行表征.同时在pH=7.5的三羟甲基氨基甲烷-盐酸缓冲溶液(Tris-HCl)中用荧光光谱法研究了该配合物Cu(L)与DNA的相互作用,结果发现配合物Cu(L)与DNA的作用模式是插入式模式,测得Cu(L)与DNA的结合常数为K=2.0×104mol.L-1,线性相关系数r=0.999 5,并且还用不同的离子强度和不同的浓度[Fe(CN)6]4-对Cu(L)配合物与DNA体系的荧光光谱的影响情况进行研究,从而进一步论证了其相互作用模式是插入式.     

异桥联(μ-Cl和μ-OCH_3)双核铜(II)配合物磁偶合体系中桥联原子的轨道互补效应

采用密度泛函结合对称性破损(DFT-BS)方法,研究了异桥联(μ-Cl和μ-OCH3)双核铜(II)配合物磁偶合体系中桥联原子轨道相互作用。计算结果表明,两个桥联配体原子轨道对反铁磁性偶合,表现为轨道互补效应。这种互补效应不仅表现在磁偶合作用的一致性,而且表现在对磁偶合贡献的加合性。分子轨道和自旋集居数分析都很好解释了计算的结果。     

异桥联(μ-Cl和μ-OCH3)双核铜 (Ⅱ)配合物磁偶合体系中桥联原子的轨道互补效应

采用密度泛函结合对称性破损(DFT-BS)方法,研究了异桥联(μ-Cl和μ-OCH3)双核铜(Ⅱ)配合物磁偶合体系中桥联原子轨道相互作用.计算结果表明,两个桥联配体原子轨道对反铁磁性偶合,表现为轨道互补效应.这种互补效应不仅表现在磁偶合作用的一致性,而且表现在对磁偶合贡献的加合性.分子轨道和自旋集居数分析都很好解释了计算的结果.