N2H4异构化和构象变化的量子化学研究

采用量子化学的方法,通过对N2H4的所有可能的键角和二面角变化过程进行势能面扫描,获得了相应的能量和构型之间的关系,从而研究了N2H4的异构化机理和构象的变化.     

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。     

N,N,N'''',N''''-四(2-苯并咪唑亚甲基)-2-羟基-1,3-二氨基丙烷的量子化学研究及拟SOD模型化合物的合成

以标题化合物(tbpOH)为配体合成了4种拟SOD模型配合物,对配体及配合物进行了红外、紫外和元素分析表征,并在HF/6-31G基组水平上对配体进行了量子化学计算,由分析计算结果可知,tbpOH可以成为较为理想的组氨酸模拟物.采用经典的邻苯三酚自氧化法对合成的拟SOD模型配合物进行了活性测定,可知所合成的模型配合物均具有一定的拟SOD活性,且活性顺序为Cu2(tbpO)·(CH3COO)·(ClO4)3·2C2H6O·H2O>Cu2(tbpO)·(C6H5COO)·(ClO4)3·1.5C2H6O>Fe2(tbpO)·(CH3COO)·(ClO4)5·CH3OH·H2O>Mn2(tbpO)·(C6H5COO)2·(ClO4)2·4H2O.     

二苯硫醚类药物的CNDO/2量子化学计算

本文对二苯硫醚类药物进行了CNDO/2量子化学计算,发现凡有药效的分子其羟基氧上负电荷密度较低,氢上正电荷密度较高;碳氧键能较大,氢氧键能较小。对上述规律,从取代基的诱导效应和P—π共轭效应给予了解释。     

卤代磷杂硫烯酮及其相关分子的量子化学计算研究

使用量子化学 ab initio计算方法(RHF)、密度泛函法(B3LYP)和 MP2 法,在 6 311++G(d,p)和AUG CC PVTZ基组水平下,对氟代磷杂硫烯酮、氯代磷杂硫烯酮及其相关分子进行了全优化几何构型的量子化学计算.计算结果表明,氟代和氯代磷杂硫烯酮为累积双烯结构,磷杂硫烯酮的异构体含 C P 三键,所有分子都具有弯曲几何构型.     

1,1,4,7,7-五(2''''-苯并咪唑-2-亚甲基)三氮杂庚烷的量子化学计算

合成了多齿配体1,1,4,7,7-五(2'-苯并咪唑-2-亚甲基)三氮杂庚烷(DTPB),运用红外、紫外光谱及元素分析对其进行了结构表征,用分子力学程序构建出了DTPB的计算模型.利用Gaus-sian98量子化学计算程序优化后,在HF/6-31G基组水平上对该配体进行了量子化学计算,计算结果表明该配体能够与金属离子配位.     

（Cl2F）^＋结构和稳定性的量子化学从头计算和密度泛函理论研究

在Ｂ３ＬＹＰ,ＭＰ２,ＱＣＩＳＤ,ＱＣＩＳＤ（Ｔ）,ＣＣＳＤ（Ｔ）,ＣＢＳ－Ｑ,Ｇ２（ＭＰ２）和Ｇ２的理论水平下,对（Ｃｌ２Ｆ）＾＋的单重态和三重态进行了计算。结果表明,（Ｃｌ２Ｆ）＾＋的两种构型（ＣｌＦＣｌ）＾＋（Ｃ２Ｖ构型）和（ＣｌＣｌＦ）＾＋（Ｃｓ构型）都有可能存在,且（ＣｌＣｌＦ）＾＋比（ＣｌＦＣｌ）＾＋更为稳定。     

四聚1，3．二硫杂环戊烯-2-硫酮冠醚衍生物的合成

以二（碘乙基）醚与4,5．二氰乙硫基-1，3．二硫杂环戊烯-2-硫酮为起始原料，采用氰乙基保护与脱保护技术，通过多步缩合反应以较好的收率合成了含4个1，3．二硫杂环戊烯-2-硫酮并硫杂36冠-12（5），给出了目标化合物的有效合成方法，并用1HNMR，MS和EA对其进行了表征．     

新型配体 9′-( 4 ,5-二烷基硫-1,3-二硫杂环戊烯-2-叉) 4′,5′-二氮杂芴的铜 (I)配合物的合成及光谱研究(英文)

首次用Cu(CH3CN) 4 ClO4与新型配体 9′ (4,5 二烷基硫 1,3 二硫杂环戊烯 2 叉 ) 4′ ,5′ 二氮杂芴合成了两种Cu(I)配合物 ,并对配合物进行了元素分析和光谱的测定 .提出了一维链状的可能结构     

丙酮-肼基二硫代甲酸苄酯的合成、晶体结构及量子化学研究

用密度泛函理论（DFT）B3LYP方法选取6-31G＊基组,运用Gaussian03量子化学程序包,对丙酮-肼基二硫代甲酸苄酯晶体进行了量子化学计算研究,探讨了化合物的稳定性、各原子净电荷分布、一些前沿的分子轨道能量和组成特征.计算结果与通过单晶X-射线衍射法测得的晶体结构的实验结果吻合.此项研究可为该配体及其金属配合物的合成及实际应用提供理论参考.     

四元硼氮环、硫氮环和磷氮环比较的量子化学研究

用密度泛函(DFT)理论B3LYP和微扰理论MP2方法在6-31G*基组水平上对缺电子分子B2N2H4和多电子分子S2N2、P2N2、(NPH2)2的几何构型进行优化,并讨论这些分子的成键情况、电子结构及稳定构型.结果表明:(1)环的稳定性由大到小依次为:S2N2、(NPH2)2、P2N2、B2N2H4;(2)四个无机环的π键都很弱;(3)P2N2环的P原子上加2个氢原子后增强了环的稳定性.(4)多电子P-N与S-N四元环成键情况类似,即P2N2环与S2N2环上电荷分布情况、四中心四电子离域π键的成因类似,但S2N2分子中由于N原子上有未成对电子,可预测易发生亲核反应.(5)MP2计算方法中,各项的计算数值均接近于B3LYP方法,得到的结论一致.     

桶烯及其相关分子同共轭性质的理论研究

在RHF/ 6 - 31G(d ,p) ,RHF/ 6 - 31+G(d ,p) ,MP2 / 6 - 31+G(d ,p)和B3LYP/ 6 - 31+G(d ,p)水平优化得到了桶烯和相关分子的平衡几何构型 .进一步用MP2 / 6 - 31G (d ,p) / /RHF/ 6 - 31G(d ,p) ,MP2 / 6 - 31+G(d ,p) / /RHF/ 6 - 31G + (d ,p)和B3LYP/ 6 - 31+G(d ,p) / /B3LYP/ 6 - 31+G(d ,P)水平计算桶稀、双环 [2 .2 .2 ]-辛二稀和双环 [2 .2 .2 ]-辛稀的气相氢化热 (ΔH0( 2 98K) ) ,气相氢化自由能 (ΔG0( 2 98K) )和同键反应芳香性稳定化能 (HASE) ,计算结果指出桶烯有较长的C(sp2 ) -C(sp3)单键 ,小的∠C -C =C键角和比较大的氢化热 ,同键反应芳香性稳定化能为正值 ,表明桶烯为反双环芳香性分子 ,实现了标题化合物反芳香性的几何、能量的判定     

环三硅烯及其相关分子的量子化学计算研究

使用密度泛涵法（B3P86，B3LYP）和MP2法，在6-311 G（d,p）和6-311 G（3df,2p）基组下，对环三硅烯、环三锗烯和相关分子进行了优化几何构型的量子化学计算，计算结果表明，环三硅烯、二硅杂环三锗烯为平面分子，环三锗烯、二锗杂环三硅烯为反式弯曲几何构型，利用计算的分子总能量比较了二硅杂环三锗烯两种异构体和二锗杂环三硅烯两种异构体的相对稳定性。     

原子团簇N8的分子模型设计与量子化学计算

根据N5^ 和N3^-两种离子的存在,预测可能存在原子团簇N8,使用分子模拟软件设计出20种N8的同分异构体,然后采用量子化学从头算方法在HF／STO-3G理论水平下对各个分子进行了全构型优化、热力学计算和谐振频率分析,最后讨论了N8的实验合成路线．计算结果表明,有12种同分异构体可稳定存在,其中平面双五元环结构(D2h)最为稳定,能量分析表明,可稳定存在结构的N8含有比4个N2高得多的能量,如果能够合成出N8,将会成为潜在的绿色高能量密度材料。     

铀酰-Salophen与四氢吡咯之间氢键的量子化学研究

基于密度泛函理论(DFT)计算方法,对铀酰-Salophen与四氢吡咯及水分子之间形成的氢键进行了理论计算及分析.结果表明体系1和体系2中的氢键键长都小于0.228 nm,键角都在160°~178°之间,体系1中Salophen的O_1与四氢吡咯上的H_1之间的氢键相互作用能EHB=-10.658 k J/mol,在体系2中铀酰的O_3与四氢吡咯上的H_3及O1与H1之间的氢键相互作用能分别为EHB=-7.989 k J/mol、EHB=-11.114 k J/mol,铀酰-Salophen中的C-O和U=O均可与四氢吡咯形成氢键,且C-O…H-N稳定性大于U=O…H-N.     

S2Cl2异构体最大硬度原理的密度泛函理论研究

在LDA／NL水平研究了最大硬度原理(MHP)在S2C12分子旋转异构化过程中的真实性。报告了S2C12分子在键的旋转异构化过程形成的各种异构体分子的硬度、化学势和总能量的计算值，并由此得出重要结论：①在分子旋转异构化过程中，硬度最大的分子能量最小，而硬度最小的分子能量最大，用计算的硬度表征S2Cl2异构体的稳定性与计算的总能量表征S2C12异构体的稳定性相当吻合，从而使最大硬度原理被进一步证实。②虽然化学势不宜表征异构体的稳定性，但是恒定的化学势是最大硬度原理成立的重要条件。     

密度泛函理论研究S2FH的构型及其异构化反应

采用量子化学中的密度泛函理论B3LYP方法,在AUG cc PVQZ水平上全优化得到了FSSH线型和SSFH 分叉型2种异构体的平衡结构.对可能发生的分子内原子迁移过程的过渡态进行了考察,并进行了振动分析和内 禀反应坐标(IRC)的计算,证实了过渡态的正确性.计算结果表明,线型的FSSH为稳定构型.同时,采用统计热 力学及过渡态理论,研究了2种平衡结构之间相互转化的热力学和动力学性质.根据计算结果,无论是F迁移还是 H迁移,分子内的原子迁移都需要较高的活化能,并且迁移速度较慢.     

关于硝胺分子中的N-NO2键强度的研究

用B3LYP,B3PW91,B3P86,CCSD配合不同大小的基组及CBS-Q方法计算了在分子NH2NO2,CH3NNO2,(CH3)2NNO2和RDX中离解掉二氧化氮的键离解能.通过对键离解能计算结果和实验结果的比较,作者发现由B3LYP,B3P86和CBS-Q不能计算出满意的键离解能,但是,CCSD和B3PW91方法能计算出与实验值吻合较好的键离解能.考虑到由B3PW91计算耗时要比CCSD方法少得多,因此,作者认为由B3PW91,并配合6-31G(d)基组作为计算这些硝胺分子键离解能的方法.     

6种氮氧化物的量子化学理论研究

利用量子化学密度泛函(DFT)方法在6-311++G(d,p)水平上对N2O,NO,NO2,N2O3,N2O4及N2O5等6种氮氧化物的分子结构、布居电荷、偶极矩、极化率、热力学性质等进行了优化计算.理论研究表明:计算结果与实验测定结果基本符合,误差较小.     

2-羟基吡啶质子转移异构化的理论研究

采用量子化学中的密度泛函理论，在B3LYP/6-311＋＋G＊＊计算水平上，系统考察了在水、氨和甲醇分子辅助下，2-羟基吡啶醇式和酮式结构的质子转移异构化行为.结果表明：其醇式和酮式结构均能稳定存在，但后者在能量上稍占优势.3种分子参与的质子转移反应均是按照协同机理进行的.它们的参与能够大大降低反应能垒，使得在动力学上难以发生的质子转移反应得以进行.其中甲醇的辅助效果最佳，其次为水和氨分子.另外，辅助分子和各种介质的溶剂效应均有利于酮式结构的稳定性，这与有关的研究吻合较好.