碱金属化物M+@H6Aza222M'-·2MeNH2(M,M'=Li,Na,K)一阶超极化率的理论研究

采用B3LYP/6-31G方法优化得到具有有机笼状配体的碱金属化物M+@H6 Aza222M'- ·2MeNH2(M, M'=Li,Na,K)的9个实频结构, 并发现配体内部的碱金属原子M的位置随其原子序数的逐渐减小而具有偏向笼状配体一侧的趋势. 在优化的结构基础上, 使用BHandHLYP方法计算了该体系的非线性光学性质. 结果表明, 该体系具有很大的一阶超极化率(β0), 其中Na+@H6Aza222K-·2MeNH2 的一阶超极化率高达1280342 a.u., 且体系的β0值随着配体外部的碱金属M'的原子序数的增大呈单调递增趋势.     

C60O3的结构和电子光谱的理论研究

用INDO系列方法对C₆₀O₃的可能构型进行研究,结果表明:环氧结构邻近的6-6键易发生进一步的加成反应.其中3个氧原子加在同一个六元环的6-6边上,形成环氧结构最稳定的C₃v构型,第3个氧原子加在2个环氧结构相邻的六元环的6-6边上的C₂、C_s构型也相当稳定,C₂、C_s构型的部分¹³C NMR谱与实验吻合.C₆₀O₃可能有较好的反应活性,其电子光谱属于理论预测.     

N@C60的结构和振动光谱的理论研究

用abinitio分子轨道UnrestrictedHartree-Fock(UHF)方法,对N@C₆₀的几何构型进行了全优化.计算结果表明,N基本上以原子的形式存在于笼中,但N原子与碳笼之间存在一定的相互作用,这与实验结果相符.进一步计算了N@C₆₀的振动光谱,并与C₆₀进行了比较分析.     

酞菁锌的电子光谱和三阶非线性光学性质

用ＩＮＤＯ／ＳＤＣＩ方法研究了酞菁锌的电子结构，紫外－可见光谱，三阶三线性光学系数及其色散效应。发现由于酞菁锌中Ｚｎ（Ⅱ）对γ的贡献很小使酞菁锌与酞菁的＜γ＞几乎相等。根据我们的计算结构对此进行了合理的解释。     

卤代氰基卡宾自由基XCCN(X=F,Cl,Br)的理论研究

在C_s对称性和ANO-S基组下, 使用全活化空间自洽场方法(CASSCF), 研究了卤代氰基卡宾自由基及其阴离子的低能电子激发态性质. 为了进一步考虑电子的动态相关效应,采用多组态二级微扰理论(CASPT2)获得更加精确的能量值. 计算结果表明, XCCN的基态是三重态. 单重态和三重态的能隙差ΔE_S-T(kJ/mol): 7.4(FCCN)<13.4(ClCCN)<16.6(BrCCN). 计算得到, XCCN(X=F, Cl, Br)最低垂直激发能分别为408.3, 385.4和 345.2 kJ/mol, 这归因于π(a′) →n_xy 的电子跃迁; XCCN的电子亲和势分别为235.7, 233.0和 237.2 kJ/mol, 与HCCN相比, 其电子亲和势变大.     

TiO2单晶的表面光电压谱研究

TiO2由于其优异的光电性质及高的化学稳定性而受到广泛关注,并且被应用于有机污染物光降解[1]、太阳能光电转换[2]等诸多领域.由于制备方法不同,TiO2往往会呈现出不同的光电性质,尽管其晶型与粒度可能相差甚微[3].近年来研究表明,除晶型、粒度等因素外,表面原子排布在决定材料光电性质方面同样有重要贡献[4,5].本文采用表面光电压谱(SPS)及场诱导表面光电压谱(EFSPS)研究了TiO2单晶(001)面的光伏响应.     

磺酰脲类化合物除草活性的QSAR研究

采用密度泛函理论方法, 在B3LYP/6-31G(d)水平下, 计算了23种磺酰类化合物的分子极化率及分子骨架中各原子的Milliken电荷. 提出了一种新的QSAR建模方法, 并据此对其中18种化合物进行多元线性回归分析, 建立了除草活性的预测模型(R=0.96, R2=0.92, r2adj=0.88, F=26.26, q2=0.71, p<0.01, SE=0.36), 对剩余五种化合物进行预测, 结果吻合. 该模型从化合物的亲水性、分子几何特征的角度对如何提高磺酰脲类化合物的除草活性进行了分析, 并对提高化合物除草活性的方法做出预测: 提高苯环和嘧啶环取代基的亲水性, 增加N13周围的电子云密度, 为苯环接入较小的取代基团, 在嘧啶环上接入较大取代基团都可提高化合物的除草活性. 预测结果与3D-QSAR方法的预测结果一致.     

HCNO自由基与羟基在气相中反应机理的理论研究

在CCSD(T)/B3LYP/6-311G(d,p)//B3LYP/6-311G(d,p)+ZPE水平上对反应HCNO+OH进行了计算,建立了反应势能面,对反应中涉及到的6个中间体和12个过渡态都做了详尽的分析.详细阐明了理论上可能得到的7种产物:P1为H2O+CNO,P2为HCO+HNO,P3为HO2+HCN,P4为HONH+CO,P5为H2CO+NO,P6为H2NO+CO和P7为H2O+OCN,以及形成这些产物的各种反应通道.其中最主要通道为由反应物形成反式初始复合物,再连续经过2次1,3-氢迁移最终形成产物HONH+CO,该通道是一条热力学可行的反应通道.并且从反应物、中间体和产物的相对能量来看,此反应是典型的消除型反应.另外,直接的氢提取反应也是比较重要的反应通道.     

烯丙基自由基(·C3H5)与一氧化氮(NO)反应势能面的理论研究

在CCSD(T)/6-311G(d,p)//B3LYP/6-311G(d,p)+ZPE水平上对反应·CHCHCH3+NO进行了计算, 并建立了其单重态的反应势能面. 在该反应中, 分别找到生成P1(CH3CHO+HCN), P2(CH3CHO+HNC), P3(CH3CN+HCHO), P4(CH3CCH+HNO)的4条产物通道, 其中·CHCHCH3和NO中的氮原子直接连接形成m1(trans-CH3CHCHNO), m1经过顺反异构形成m2(cis-CH3CHCHNO), m2再经过CCNO四元环合, 然后发生环解离, 最后生成产物P1(CH3CHO+HCN)是最可行的产物通道, 其余三条通道为次要产物通道. 该体系中生成P1的反应路径与同类体系·C2H3+NO的主要反应路径相类似, 两者的差别是前者为动力学可行的反应, 而后者为动力学不可行反应, 这使得·CHCHCH3+NO反应比·C2H3+NO反应更具有实际意义.     

恢复蛋白EF-hand与钙离子去耦合作用的拉伸分子动力学模拟

恢复蛋白Recoverin是一重要的神经钙传感蛋白. 为澄清EF-hand与Ca2＋耦合/去耦合作用机制, 采用拉伸分子动力学(SMD)方法对其进行了一系列等外力和等速度的非平衡分子动力学模拟. 研究结果表明EF-2和EF-3 loop区氨基酸螯合Ca2＋能力大小顺序分别为Asn-76＜Thr-80＜Glu-85＜Asp-74＜Asp-78和Thr-116＜Glu-121＜Asp-110＜Asn-114＜Asp-112. 结构域EF-3比EF-2耦合Ca2＋离子的能力强. EF-hand loop环中的Asp-78和Asp-112残基在该信号传导过程中起至关重要的作用. 基于理论模拟和试验结果我们推测Ca2＋离子诱导恢复蛋白的构象转变是一个两步过程. 在该细胞信号Ca2＋离子与恢复蛋白耦合过程中, EF-3和Ca2＋耦合作用触发恢复蛋白构象转变, 而EF-2和Ca2＋的耦合作用起续航作用, 促使变构过程完成.