用Hirshfeld电荷预报取代苯胺的logP值

用密度泛函活性理论与方法(DFT/B3LYP)及基组6-31+G(d,p),优化了20种苯胺及其取代苯胺分子的几何结构。结果发现,苯环胺基上N原子的Hirshfeld电荷值(HIR)与其实验油水分配系数(log P)值之间具有良好的线性相关性,普遍比其H原子拟合核静电势电荷(ESP)值以及自然电荷值(NBO)拟合的好。计算了20种未知log P值的取代苯胺化合物胺基的11N原子Hirshfeld电荷值,归入拟合出的最佳线性参数方程式,发现与商业软件ACD/Labs6.0预测得到的多取代苯胺及其衍生物分子的log P预测值非常接近,相对偏差(SD)小于±0.15%.     

多取代苯胺溶解度和电离常数的单参数预测

采用DFT理论方法与基组B3LYP/3-21+G,模拟了10种单取代苯胺分子的骨架结构。计算了其苯胺环上氮和氢原子的自然轨道电荷(NBO)和密立根电荷(Mul)值。结果发现,该电荷值与其实验溶解度系数(pK_s)和实验电离平衡常数(p Ka)值间有好的单参数关联性。另外还计算了10个多取代基的苯胺分子的氮和氢原子的自然轨道电荷和密立根电荷参数,使用拟合出的两线性方程,结果显示新方法预测值与ACD/Labs方法得到的多取代苯胺分子的pK_a/pK_s值接近。     

用自然原子轨道电荷估测取代吡啶的pK_a值

使用密度泛函理论(DFT)和B3LYP/3-21G基组,优化了24种取代吡啶类分子结构,发现吡啶环上氮原子的自然原子轨道电荷(NBO)值与其实验pKa值之间存在良好的线性关系(R=-0.623 23),比其原子核静电势电荷(ESP)值拟合的好。计算了12种未知pKa值的多取代吡啶化合物的NBO参数,代入拟合出的线性参数方程,发现与流行软件ACD Lab 6.0预测得到的多取代吡啶的pKa值非常接近,最大偏差ΔpKa小于±0.07,新方法可以估测到pKa值小数点后3位数。     

基于自然原子电荷的取代苯酚酸pK_a值预测

采用密度泛函理论(DFT)和B3LYP/3-21G+(d)基组,优化了20种单取代苯酚酸分子结构,发现羟基上氧原子的自然原子轨道电荷(NBO-O)值与其实验p Ka值之间存在良好的线性关系(R=-0.973 6),比其原子核拟合的静电势电荷(ESP-O)值相吻合的要好(R=-0.8998)。计算了20种典型未知pKa值取代苯酚酸的自然原子轨道电荷(NBO)参数,代入拟合的优势线性参数方程,发现与ACD/Lab 6.0软件预测得到的取代苯酚酸pKa值较接近,其最大偏差±0.200,且新方法可估测酚类分子的p Ka值至小数点后三位数。     

基于自然原子轨道电荷的取代苯甲酸pK_a值预测

采用密度泛函理论(DFT)和B3LYP/3-21+G(d)基组,优化了21种单取代苯甲酸分子结构,发现羧基上氧原子的自然原子轨道电荷(NBO-O)值与其实验pKa值之间存在良好的线性关系(R=-0.973 6),比其原子核静电势电荷(ESP-O)值拟合的要好。计算了20种典型未知pKa值的单和多取代苯甲酸化合物的NBO参数,代入拟合出的优势线性参数方程,发现其预测值与流行软件ACD Lab 6.0预测得到的单和多取代苯甲酸的pKa值非常接近,最大偏差ΔpKa小于±0.03,且新方法可以估测到pKa值小数点后3位数。     

用Hartree-Fock法预测取代苯亚硒酸的pK_a值

采用Gaussion View软件用Hartree-Fock方法及STO-3G基组优化13种已知pK_a实验值的单取代苯亚硒酸化合物,得到它们的Mulliken电荷和NBO电荷,以羟基上的H1、O1原子及Se原子的Mulliken、NBO电荷分别对pK_a实验值做图,得到6个线性拟合方程,通过比较它们的相关性大小,R的绝对值越大,相关性越好,选出拟合效果最好的线性回归方程。再选取13种未知pK_a实验值的单取代和多取代苯亚硒酸化合物,算出各自的电荷,用该线性回归方程计算其pK_a值。结果表明,用O1原子的Mulliken电荷值与其实验pK_a值的线性回归方程,来预测未知取代苯亚硒酸的pK_a值具有良好的预测效果。     

单参数法估算取代吡啶的电离常数和分配系数

用密度泛函理论(DFT)和B3LYP/3-21G基组,优化了24种已知取代吡啶类分子结构,发现吡啶环上氮原子的自然原子轨道电荷(NBO)值与其实验电离常数(logK a)值和正辛醇-水分配系数(logP)之间均存在较好的线性关系(R1=0.98,R2=0.88)。计算了10种未知logK a/logP值的多取代吡啶化合物的NBO参数,代入拟合出的单参数线性方程,发现与流行软件ACD Lab 6.0预测得到的多取代吡啶的logK a/logP值接近,相关系数R在0.80~0.90之间,相对偏差在1%~3%之间。     

拓展实验萝卜硫素质谱分析与指认

萝卜硫素(SFN)是蔬菜中发现的抗癌效果最好的植物活性物质。采用DFT方法在B3YLYP/6-31+G水平下计算萝卜硫素及其衍生物的羰基氧5-O的ESP电荷、NBO电荷、HIR电荷和Mulliken电荷,通过用不同的基团单取代得到17种不同衍生物,利用Chem3D软件模拟了17种不同取代基的萝卜硫素衍生物的沸点,并通过拟合发现羰基氧5-O的NBO电荷值的相关系数值较大(R~2=0.951,y=1 028.24+1 080.58x),利用信息理论指数拟合的羰基氧5-O的S_(GBP)值的相关系数值最大(y=25.13+1.60x,R~2=0.980)。还模拟了萝卜硫素及其-F代衍生物的质谱,对其谱图中的特征峰进行指认和归属,这对萝卜硫素及其衍生物的酶法合成提供了理论支持,也为材料工程与制药专业拓展实验识别其萝卜硫素衍生物以及构效关系提供了基础数据。     

抗埃博拉病毒药物法匹拉韦及其衍生物pK_b值预测

运用密度泛函理论(DFT B3LYP)和6-31+G(d,p)基组,优化了20种法匹拉韦衍生物的分子结构,分别得到羰基氧的Mulliken、NBO和ESP电荷值,发现其Mulliken电荷值与用ACD Lab6.0预测出来的p Kb值相关性最好,相关系数达0.976;计算了法匹拉韦及其11种衍生物的Mulliken电荷值,带入相关线性方程,发现所得结果与ACD Lab6.0预测结果十分接近,最大误差绝对值仅为0.08,由此也得知法匹拉韦发挥其药理毒理作用可能的部位在羰基氧上。     

基于气流床气化炉熔渣结构的黏度预测

在煤气化工艺中,煤灰高温黏度特性是影响熔渣流动特性重要参数之一。以NBO/T、P/M为结构参数,建立熔渣高温黏度预测模型,对结构参数、熔渣黏度的关系进行了研究,并通过文献的实验数据验证了模型的准确性。研究发现随着NBO/T的增大,熔体聚合程度降低,熔体流动时内摩擦力减小,黏度降低;随着P/M增大,熔体结构强度减弱,熔体流动所需要克服的阻力增加,熔渣黏度逐渐升高。引入结构参数后的熔渣黏度预测模型对一定范围内的熔渣黏度具有良好的预测效果,在NBO/T < 0.5时,黏度预测值和实验值误差在10%以内,采用两种结构参数均可;在NBO/T > 0.5时,黏度预测值和实验值误差在25%以内,采用结构参数P/M更合适。     

NN-二（甲氧基羰基甲基）取代苯胺类染料中间体的合成研究

本文研究了使用带水剂分水促进N-烷基化反应合成N,N-二甲氧基羰基甲基取代苯胺类染料中间体的新工艺。以间氨基乙酰苯胺（或2-氨基-4-乙酰氨基苯甲醚,统称取代苯胺）和氯乙酸甲酯为原料,碳酸钠为缚酸剂,溴化钠为催化剂,采用带水剂合成3-乙酰氨基-N,N-二甲氧基羰基甲基苯胺（或2-甲氧基-5-乙酰氨基-N,N-二甲氧基羰基甲基苯胺）。确定其最佳工艺条件为：n（碳酸钠）∶n（取代苯胺）=1.2∶1,催化剂溴化钠量为取代苯胺（质量分数）的10%,0.5 mol取代苯胺投料,取100g甲苯作为带水剂,回收带水剂（含氯乙酸甲酯）可用于下批合成（即套用）。     

NH_3、MNH_2、M_2NH(M=Na/Li)电子结构的理论研究

在MP2/6-311++G(d,p)水平对NH3、MNH2、M2NH(M=Na/Li)的构型进行优化和NPA计算。从空间构型、自然键轨道、NPA电荷、前线轨道等方面进行了分析。MNH2是由M+离子和NH-2组成的离子化合物,M2NH是M+离子和NH2-组成的离子化合物。从HOMO看,从NH3、NaNH2和Na2NH的N端,LiNH2和Li2NH的分子平面上下方进攻N原子的反应当易于进行。从LUMO看,NaNH2和LiNH2的三重态分子中N-H键易于断裂而失去H+。     

1-(2-羟基)乙基-3-甲基咪唑溴盐(HEMIMB)的微观结构及阴阳离子之间的相互作用

采用密度泛函理论B3PW91/6-31+G(d)方法,对1-(2-羟基)乙基-3-甲基咪唑溴盐(HEMIMB)离子液体进行了结构优化和频率分析,得到了离子对的最稳定结构。离子对的几何参数表明阴阳离子之间存在较强的氢键相互作用。自然键轨道(NBO)理论分析离子对中的原子电荷分布和电荷转移情况,结果表明离子对中阴阳离子间存在静电相互作用和氢键作用,而最稳定的离子对主要是源于Br的孤对电子与羟基之间的氢键相互作用。     

硫酸亚铁-过氧化氢体系绿色合成聚苯胺的研究

以硫酸亚铁-过氧化氢为绿色催化氧化体系合成了聚苯胺。探讨了硫酸亚铁浓度、过氧化氢的用量、反应体系酸度、反应温度、苯胺浓度等工艺条件对聚苯胺收率的影响,分析了该体系中苯胺可能的聚合机理,推测并初步验证了反应液重复使用的可行性。在亚铁浓度为3.36×10-4mol/L,n(过氧化氢)∶n(苯胺)=1.4∶1.0,反应温度为70℃,H+(硫酸)浓度1.5 mol/L,单体浓度0.9 mol/L条件下,聚苯胺收率为77.2%。     

纳米TiO2-粉煤灰／UV催化臭氧化处理苯胺的研究

采用纳米TiO2-粉煤灰／UV催化臭氧化处理苯胺溶液,考察了反应时间、pH值、催化剂投加量、光照强度、温度、负载次数等因素对苯胺降解率的影响。研究结果表明,苯胺初始质量浓度100mg／L、紫外灯功率10W、pH=7．0、温度（20±2）℃、催化剂涂膜层数4层、光照时问8min时,苯胺去除率达到97％以上。     

碳纳米管/纳米TiO2-聚苯胺复合膜电极的制备及电化学性能

在含有0.2 mol·L^-1苯胺的0.5 mol·L^-1 H2SO4溶液中;采用循环伏安法（CV）;以扫描速度50 mV·s^-1;扫描电位为-0.1～0.9 V;在碳纳米管/纳米TiO₂（CNT/nanoTiO₂）膜电极上实现了苯胺的电化学聚合;通过CV法和电化学阻抗谱（EIS）并结合电子扫描显微镜和红外谱图对制备的碳纳米管/纳米TiO₂-聚苯胺（CNT/nanoTiO₂-PAn）复合膜电极的电化学性质和结构进行了表征;同时研究了复合膜电极对抗坏血酸（AH₂）的电催化性能;发现该复合膜电极对抗坏血酸的氧化具有较高的电催化活性。     

苯酚和苯胺对脊尾白虾的毒性及安全评价研究

研究了苯酚和苯胺对脊尾白虾的急性毒性作用,结果表明,苯酚和苯胺对脊尾白虾的96 h LC50分别为0.047 mg/L和0.057 mg/L,95%置信区间分别为0.022~0.12 mg/L和0.02~0.11 mg/L,苯酚和苯胺对脊尾白虾的安全浓度分别为0.000 47 mg/L和0.000 57 mg/L。苯酚和苯胺对脊尾白虾的毒性均为高毒。