噻唑烷并手性恶唑硼烷催化剂结构和性质的量子化学研究

采用量子化学从头计算方法研究了噻唑烷并手性恶唑烷催化剂及其硼烷加合物的结构和性质，选用Hartree-Fock方法从6-31g基组下进行了全优化计算，并计算了催化剂其加合物的红外振动光谱，催化剂具有扭曲的椅式构型，与硼烷在N原子处配位形成加合物，反应是放热的，加合物的形成，一方面使得催化剂上B原子所带正电荷增加，有利于与酮羰基氧的配位反应进行；另一方面使得BH3中B-H键被削弱，有利于后续反应中H从BH-3到酮羰基碳的转移，从而增强了催化反应的活性。     

An optimization method for large van der Waals system

An optimization method for the geometry of large van der Waals system was suggested by discussing parallel dimer of benzene. The key of this method is to place some basis functions at interaction region of van der Waals molecules. It is possible to optimize large supramolecular system by using this method because it can greatly decrease the number of basis sets. This method was used to optimize the geometry of dimer of pyrene and the result is satisfactory.     

丙酮S1（n,π）态光解离机理的理论研究

用从头算自洽场方法在３－２１Ｇ水平上研究了丙酮在ｎ→π＾＊激发单态（Ｓ１（ｎ，π＾＊））势能表面上的光解反应。优化出的反应场Ｓ１（ｎ，π＾＊）态的丙酮分子的几何构型偏离Ｃ２ｖ对称性的基态构型，即Ｏ原子弯出３个Ｃ原子的平面３９．３°，且甲基的旋转角度为５０．５°。该结论与实验的结果取得了一致。该反应途经一个Ｃ１对称性的过渡态而分解为一个ｎ→π＾＊激发态的乙酰基和一个基态的甲基。计算的反应活化位垒和垂     

烯酮与乙烯或乙炔的[2+2]环加成反应机理的从头计算研究

用从头计算法研究了乙烯酮与乙烯(或乙炔)环加成反应机理.所有的几何构型优化都采用能量梯度法(在STO-3G水平上).对过渡态结构都用分析力常数矩阵计算进行了确证。为了得到较好的反应位垒和生成热,在HF/STO-3G结构参数基础上。采用MP2/6-31G和MP3/6-31G作了单点能量计算。计算结果表明,这2个反应都按协同、非同步的方式进行。乙烯酮与乙烯和乙炔环加成反应的活化位垒分别为244.2和294.5kJ/mol。     

CH3—OH→CH2—H2O的反应途径及动态学计算

用从头算ＵＨＦ／６－３１Ｇ方法计算ＣＨ３＋ＯＨ→ＣＨ２－Ｈ２Ｏ的反应途径，在此基础上计算沿反应途径的动态学性质及正则变分过滤态理论的速率常数，同时进行隧道效应的校正。结果表明，变分过滤态方法和隧道效应正对该反应体系效果明显，其中小曲率近似的隧道效应校正效果更好一些。     

水环境下羟自由基致 Asp 分子损伤机理

采用色散校正密度泛函的WB97X D、 从头算的MP2及自洽反应场理论的SMD模型等方法, 研究在水气相和水液相环境下羟自由基抽取α 氢致天冬氨酸(Asp)损伤的反应机理. 结果表明： 水分子辅助羟自由基抽取α 氢致Asp损伤反应有2个通道a和b, 在通道a中羟自由基水分子簇与α 氢和氨基氮通过氢键作用形成配合物损伤, 在通道b中羟自由基水分子簇与α 氢和羰基氧通过氢键作用形成配合物损伤, 该通道为优势通道; 水气相和水液相环境下的反应活化能分别为-0.7,18.7 kJ/mol; 羟自由基抽取α 氢致Asp损伤的反应有1个通道, 水气相和水液相环境下的反应活化能分别为8.1,29.9 kJ/mol.     

天然氨基酸中氢键的量子化学研究

用从头计算法优化了20种天然氨基酸正、负、偶极离子.计算结果表明,α-NH2上的氮原子可以和羧基氧原子形成氢键,通过N1-H2…O3氢键的生成,原子N1、H3、O4、C4、C5形成了五元环.从正离子、负离子到偶极离子,氢键强度逐渐减小.侧链原子对氢键也有影响:正离子的侧链除苏氨酸和丝氨酸外,其它氨基酸不对氢键构成影响;负离子氢键受侧链的影响较大;而偶极离子中氢键基本不受侧链的影响.     

应用ABEEM_(σπ)模型研究非金属硼化物的电荷分布

通过大量量子化学计算,拟合确定了非金属硼化物体系模型分子的ABEEMσπ参数.将这些参数应用到ABEEMσπ模型中计算非金属硼化物模型分子的电荷分布,计算结果显示,ABEEMσπ模型计算得到的电荷分布与从头算计算的电荷分布都有很好的一致性.还计算了测试分子的电荷分布从而验证了ABEEMσπ参数的可转移性,电荷分布变化的规律是在BF3,BCl3,BBr3,BI3分子中B原子电荷逐渐减小,F,Cl,Br,I原子电荷逐渐增大.ABEEMσπ模型可以很好地应用于非金属硼化物的结构和性质的分析.