取代基对N-H…O=C氢键二聚体中氢键强度的影响

使用MP2方法研究了N-H…O=C氢键二聚体的氢键强度,探讨了不同取代基对N-H…O=C氢键强度的影响.研究发现,可以通过改变取代基的供电性或吸电性来调控氢键强度:乙基等供电子基团对N-H…=C氢键强度的调节作用不大;-NO_2等强吸电子基团可极大地改变N-H…=C氢键强度;质子受体分子中的强吸电子基团如-NO_2可使N-H…O=C氢键强度减弱多达2.6 kcal/mol.自然键轨道(NBO)分析表明,N-H…O=C氢键强度越强,参与形成氢键的氢原子电荷越正,氧原子电荷越负,单体分子间电荷转移越多,N-H…O=C氢键中氧原子孤对电子n(O)对N-H反键轨道σ*(N-H)的二阶稳定化能越大.     

取代基对2-(2-羟基苯基)苯并噻唑分子内氢键及质子转移的影响:密度泛函理论研究

运用密度泛函(DFT)和含时密度泛函(TD DFT)理论方法研究了在2-(2-羟基苯基)苯并噻唑(HBT)苯环羟基的邻位或对位分别引入羟基和醛基后的衍生物分子内质子转移过程,考察了取代基的电子效应及取代位置对分子内氢键和质子转移反应的影响,模拟计算了各分子的IR振动光谱和电子光谱.研究发现,HBT及其衍生物分子可以形成分子内氢键,且激发态时氢键增强.基态时以醇式构型稳定存在,激发态时酮式结构为优势构象.分子的最大吸收峰和发射峰主要源于电子从前线分子轨道HOMO到LUMO之间的跃迁.基态分子内质子转移需要越过较高的能垒因而难以发生,而激发态时只需越过较低能垒就很容易发生激发态分子内质子转移.取代基的电子效应和取代位置对HBT分子氢键强度、互变异构体的相对稳定性、电子光谱及质子转移反应的能垒均有一定影响.     

取代基对2-(2-羟基苯基)苯并噻唑分子内氢键及质子转移的影响:密度泛函理论研究

运用密度泛函(DFT)和含时密度泛函(TD DFT)理论方法研究了在2-(2-羟基苯基)苯并噻唑(HBT)苯环羟基的邻位或对位分别引入羟基和醛基后的衍生物分子内质子转移过程，考察了取代基的电子效应及取代位置对分子内氢键和质子转移反应的影响，模拟计算了各分子的IR振动光谱和电子光谱.研究发现，HBT及其衍生物分子可以形成分子内氢键，且激发态时氢键增强.基态时以醇式构型稳定存在，激发态时酮式结构为优势构象.分子的最大吸收峰和发射峰主要源于电子从前线分子轨道HOMO到LUMO之间的跃迁.基态分子内质子转移需要越过较高的能垒因而难以发生，而激发态时只需越过较低能垒就很容易发生激发态分子内质子转移.取代基的电子效应和取代位置对HBT分子氢键强度、互变异构体的相对稳定性、电子光谱及质子转移反应的能垒均有一定影响.     

取代基对N-H•••O=C氢键二聚体中氢键强度的影响

使用MP2方法研究了N-H•••O=C氢键二聚体的氢键强度,探讨了不同取代基对N-H•••O=C氢键强度的影响.研究发现,可以通过改变质子供体或受体分子上取代基的供电性或吸电性来调控氢键强度:乙基等供电子基团对N-H•••O=C氢键强度的调节作用不大;NO2和CN等强吸电子基团可极大地改变N-H•••O=C氢键强度;质子供体分子中的强吸电子基团如CN可使N-H•••O=C氢键强度增强多达4.6kcal/mol,质子受体分子中的强吸电子基团如NO2可使N-H•••O=C氢键强度减弱多达2.6kcal/mol.自然键轨道(NBO)分析表明,N-H•••O=C氢键强度越强,参与形成氢键的氢原子电荷越正,氧原子电荷越负,单体分子间电荷转移越多,N-H•••O=C氢键中氧原子孤对电子n(O)对N-H反键轨道σ*(N-H)的二阶稳定化能越大.     

2-[(4-羟基苯基)偶氮]蒽醌的合成及其阴离子识别

以酚羟基为识别位点,蒽醌基和偶氮基为信号报告基团,设计合成了识别阴离子的主体分子2-[(4-羟基苯基)偶氮]蒽醌.紫外-可见吸收光谱结果表明,在DMSO介质中,主体分子可以“裸眼”识别F-和Ac-,吸收光谱发生显著变化,溶液颜色由黄色变为蓝绿色,其它阴离子不影响其对F-和Ac-的识别.初步探讨了识别机理,表明主体分子与阴离子之间形成氢键促进了分子内电荷转移,使吸收光谱发生显著红移,溶剂对主体分子与阴离子之间的反应存在影响.     

乳腺癌组织中蛋白质与核酸分子氢键特征的研究

正常乳腺组织与乳腺癌组织的红外光谱之间存在明显而规律的差异,其中包括蛋白质与核酸等生物分子的氢键缔合方式和程度上的不同。光谱的变化主要表现在：（1）蛋白质的酰胺Ⅰ带,N－H基团和某些氨基酸残基上C－O（H）基团的振动谱带;（2）核酸分子中磷酸二酯的反对称伸缩振动谱带和配对的碱基N－H基团振动等谱带上。氢键是维系和促进蛋白质与核酸高级结构形成的重要作用力,癌变时氢键的变化与癌细胞的特殊生物学行为密切相关,因此有可能利用氢键的这些光谱特征作为乳腺癌诊断和预测癌变可能性的指标。     

三种低聚肽的物理化学性质的密度泛函研究

运用密度泛函理论对三种由不同氨基酸组成的低聚肽进行结构优化,并对其平均结合能和振动红外光谱进行分析,三种低聚肽分别为甘氨酸低聚肽、甘-丙氨酸低聚肽和甘-色氨酸低聚肽.本文主要研究,在肽链骨架相同而侧链基团不同的情况下,低聚肽的物理化学性质变化.结果表明,随着氨基酸残基数量的增加,三种低聚肽的结构稳定性都会增强,同时三种低聚肽也存在着尺寸效应,即官能团的振动都存在红移和奇偶振荡现象.侧链基团的引入会对低聚肽骨架的几何结构产生影响,在肽链生长过程中,侧链基团空间位阻大的分子优先自组装.本研究对应用红外光谱测定肽链基团和合成低聚肽等方面有一定指导意义.     

三种低聚肽的物理化学性质的密度泛函研究

运用密度泛函理论对三种由不同氨基酸组成的低聚肽进行结构优化,并对其平均结合能和振动红外光谱进行分析,三种低聚肽分别为甘氨酸低聚肽、甘-丙氨酸低聚肽和甘-色氨酸低聚肽.本文主要研究,在肽链骨架相同而侧链基团不同的情况下,低聚肽的物理化学性质变化.结果表明,随着氨基酸残基数量的增加,三种低聚肽的结构稳定性都会增强,同时三种低聚肽也存在着尺寸效应,即官能团的振动都存在红移和奇偶振荡现象.侧链基团的引入会对低聚肽骨架的几何结构产生影响,在肽链生长过程中,侧链基团空间位阻大的分子优先自组装.本研究对应用红外光谱测定肽链基团和合成低聚肽等方面有一定指导意义.     

激发态下甘氨酸与水分子间氢键性质研究

在生物体中氨基酸通常以水作为溶剂,是形成细胞的重要成分.在该环境下,分子间氢键的产生会对氨基酸分子与水分子的结构和性质产生影响.为了研究其在基态和激发态下的性质,本文利用密度泛函理论(DFT)和含时密度泛函理论(TD-DFT)对甘氨酸分子和H₂O分子在基态和激发态下的分子间氢键的静电势、键长、自然键轨道(NBO)电荷、分子中的原子理论(AIM)分析、Wiberg键级b、红外(IR)光谱、空穴-电子轨道和基态与激发态之间的电子转移进行了理论研究.结果表明：分子间氢键的形成会导致分子结构的改变和红外光谱振动频率的移动.在激发态下,分子间氢键有不同程度的增强或减弱.该计算结果为氢键的形成和激发态下分子间氢键的研究提供理论依据.     

人参皂苷Rh2与血清白蛋白相互作用立体选择性的光谱及分子对接研究

立体化学是影响外源性药物与生物功能大分子相互作用的关键结构因素。人参皂苷Rh2具有抗肿瘤等生理活性,已发现其中的C-20立体化学与多种生物学效应有关,但其与体内重要药物载体血清白蛋白(SA)相互作用的立体选择性研究鲜见报道。为此,采用紫外吸收光谱、荧光光谱、同步荧光光谱和分子对接技术,研究人参皂苷Rh2的C-20差向异构体在模拟生理条件下与SA相互作用的立体选择性特点及其机制。20S-和20R-Rh2均能与SA按摩尔比1∶1自发形成稳定的复合物,主要通过氢键和疏水相互作用,使SA的相关发光基团疏水性增强,同时改变Trp,Tyr等氨基酸残基周围微环境,从而影响紫外光谱特征吸收峰的位置和强度,并引起内源荧光的静态猝灭。二者与SA的相互作用特征及结合模式均存在显著差异,突出表现为结合区域以及参与氢键和疏水相互作用的基团和氨基酸残基数目及类别明显不同,20S-Rh2具有相对更高的结合常数和结合自由能。人参皂苷Rh2与血清白蛋白的相互作用具有立体选择性,C-20立体化学差异是其中的重要机制。     

钩吻素溴氢酸盐的晶体结构及其分子的绝对构型

利用Patterson和Fourier法测定了生物碱钩吻素溴氢酸盐(C₂₀H₂₂N₂O·HBr)的晶体结构,经全矩阵最小二乘法修正,偏离因子R=0.067,晶体属正交晶系;晶胞参数为α=14.307?,b=12.053?,c=9.862?;晶胞中分子数z=4;空间群为D₂⁴-P2₁ 2₁ 2₁,在非氢原子的坐标和各向异性热运动参数的 关键词：     

对氯苯甲酰哌啶晶体结构

对氯苯甲酸哌啶(C₁₂NOH₁₄Cl)的晶体属正交晶系,空间群为P2₁ 2₁ 2₁,晶胞参数为a=11.490(6)?,b=10.462(5)?,c=9.928(5)?,晶胞内分子数z=4。用PW-1100四圆衍射仪收集强度数据,Patterson法确定了氯原子的位置,Fourier综合获得了全部非氢原子位置,用全矩阵最小二乘法修正结构,最终的偏离因子R=0.094。差值Fourier综合确定了氢原子的位置。利用氯原子的反常散射效应确定了绝对构型。 关键词：     

密环菌甲素晶体结构研究

密环菌甲素(C₂₄H₃₀O₆)属正交晶系,空间群为P2₁ 2₁ 2₁,晶胞参数为a=18.784(9)?,b=14.002(7)?,c=8.598(5)?,z=4,计算密度D_c=1.216g·cm^-1。使用菲利浦PW-1100四圆衍射仪收集衍射强度。该结构是在MULTAN-78求解失败以后,使用MULTAN-80,在正切修正时选择统 关键词：     

Influence of intermolecular amide hydrogen bonding on the geometry, atomic charges, and spectral modes of acetanilide: An ab initio study

Acetanilide, a compound of pharmaceutical importance possessing pain-relieving properties due to its blocking the pulse dissipating along the nerve fiber, is subjected to vibrational spectral investigation using NIR FT Raman, FT-IR, and SERS. The geometry, Mulliken charges, and vibrational spectrum of acetanilide have been computed using the Hartree-Fock theory and density functional theory employing the 6-31G (d) basis set. To investigate the influence of intermolecular amide hydrogen bonding, the geometry, charge distribution, and vibrational spectrum of the acetanilide dimer have been computed at the HF/6-31G (d) level. The computed geometries reveal that the acetanilide molecule is planar, while twisting of the secondary amide group with respect to the phenyl ring is found upon hydrogen bonding. The trans isomerism and “amido” form of the secondary amide, hyperconjugation of the C=O group with the adjacent C-C bond, and donor-acceptor interaction have been investigated using computed geometry. The carbonyl stretching band position is found to be influenced by the tendency of the phenyl ring to withdraw nitrogen lone pair, intermolecular hydrogen bonding, conjugation, and hyperconjugation. A decrease in the NH and C=O bond orders and increase in the C-N bond orders due to donor-acceptor interaction can be observed in the vibrational spectra. The SERS spectral analysis reveals that the flat orientation of the molecule on the adsorption plane is preferred.     

D,L-苯丙氨酸乙酯氯亚铂酸盐的晶体结构

在SYNTEX四圆衍射仪上收集到2788个独立的衍射点。晶体属单斜晶系,空间群为C_2h⁵-P2₁/a,a=12.006(2)?,b=8.398(2)?,c=14.261(5)?,β=93.98(2)°,Z=2。铂放在对称中心的特殊位置上,然后用差值Fourier法得到两套非氢原子坐标位置,这是由于铂参数特殊化所致。首先我们运用结构化学的键长、键角知识,选择了两个氯原子合理的坐标参数,而将其余成对的非氢原子坐标参数都输入,令其坐标参数固定,而将占有率各给0.5,并同各向同性热参数一起参与最小二乘修正,结果两套坐标的原子占有率明显分化,其中一套占有率上升接近于1,而另一套占有率下降,通过这一筛选,确定了结构的初始模型,用块矩阵最小二乘法修正,最后的R因子为0.038。结构测定表明铂采用dsp²杂化轨道成键,取四配位的正方形构型。在晶体中有机部分和[PtCl₄]^2-络离子是靠氮原子和氯原子之间形成氢键而联系起来的,因此此化合物是苯丙氨酸乙酯和四氯合铂离子的加合物。 关键词：     

反式二氯二L-苯丙氨酸乙酯合铂分子结构和晶体结构

反式二氯二L-苯丙氨酸乙酯合铂[Pt(C₁₁H₁₅NO₂)₂Cl₂]属单斜晶系,空间群为P2₁,α=13.555(6)?,b=6.487(3)?,c=15.588(5)?,β=109.42(3)°,Z=2。该化合物晶体结构由重原子法求解,用块矩阵最小二乘方法修正,R=0.0617,R_w=0.0575。Pt—N 2.065(14)?,2.084(14)?;Pt—Cl 2.285(7)?,2.312(8)?。结构由以N—H……O氢键联结的分子层交错堆积组成。 关键词：     

The role of Bi2O3 as a network modifier and a network former in xBi2O3 · (1 − x)LiBO2 glass system

The effect of Bi₂O₃ on the glass transition temperature, electrical conductivity and structure of LiBO₂ glass has been investigated. T_g vs. composition curve shows three different linear regions, while there is an overall decrease in T_g with the increase in Bi₂O₃ content. The slope of these three straight lines is in a decreasing order. These results are interpreted in terms of the increase in the number of non-bridging oxygen atoms, substitution of Bi-O bond in place of B-O bond and change in Li⁺ ion concentration. The conductivity vs. composition curve exhibits two maxima which are interpreted in terms of the structural modification effect of Bi₂O₃ on LiBO₂ network and mixed-former effect, respectively. Results obtained from the XPS studies of the samples of composition x 0.005, have shown that the number of non-bridging oxygen atoms from B-O bond increases with the increase in Bi₂O₃ content. It has a maximum value at x = 0.003 where the conductivity has also exhibited a maximum value. Further increase of Bi₂O₃ content causes decrease in it. For higher Bi₂O₃ content (x * > 0.005), O 1s spectra of Bi₂O₃ has been separated out from that of Bi₂O₃. Bismuth ions have been substituted for boron ions as network former ions.     

Al quadrupole interaction in zeolites loaded with probe molecules—a quantum-chemical study of trends in electric field gradients and chemical bonds in clusters

The electric field gradient (EFG) has been calculated in zeolite clusters at the aluminium site surrounded by four SiO₄ tetrahedra. Density functional theory (DFT) with the 6-31G^{* *} basis set has been employed. Formation of a Brønsted acid site by protonation of one oxygen atom of the A1O₄ tetrahedron perturbs the coordination of aluminium, i.e., the corresponding Al-O bond is considerably weaker than in the unprotonated case. This leads to a large EFG, and the calculated quadrupole coupling constant (QCC) for ²⁷Al is 18.2 MHz. Different probe molecules were adsorbed on the Brønsted site. The hydrogen bond formed between the acid proton and the probe molecule weakens the zeolitic O---H bond. For conservation of the overall bond order of the oxygen atom, its bonds to the neighboring tetrahedral atoms (Si, Al) become stronger. As a consequence, the perturbation of the AlO₄ tetrahedron and the EFG at the aluminium position decrease depending on the strength of the hydrogen bond. Perturbation of an oxygen atom of the AlO₄ tetrahedron by accepting a hydrogen bond from the base molecule also affects the corresponding AlO---O bond order. A linear correlation is found between the calculated QCC constants for ²⁷Al and the AlO---O bond orders of the oxygen atoms which are perturbed by protonation or by hydrogen bonds. A geometrical shear strain parameter and a simple electrostatic point charge model are less successful at predicting the trends in EFG which clearly shows the importance of the chemical bonds. Published by Elsevier Science B.V.     

W_(20)O_(58)(010)表面氢吸附机理的第一性原理研究

采用基于密度泛函理论的第一性原理平面波超软赝势方法,在广义梯度近似下,研究了W_(20)O_(58)晶胞、W_(20)O_(58)(010)表面结构及其氢吸附机理.计算结果表明:W_(20)O_(58)晶体理论带隙宽度为0.8 eV,为间接带隙,具有金属性.W_(20)O_(58)晶体中W—O共振较强,以共价键居多.W_(20)O_(58)(010)表面有WO终止(010)表面和O终止(010)表面,表面结构优化后使得W—O键长和W—O—W键角改变,从而实现表面弛豫.分别计算了H_2分子吸附在WO终止(001)表面和O终止(001)表面的WO-L-O_(1c),WO-V-O_(1c),WO-L-O_(2c),WO-V-O_(2c),O-L-O_(1c)和O-V-O_(1c)六种吸附构型,其中WO-L-O_(1c),WO-V-O_(1c)和WO-L-O_(2c)这三种吸附构型不稳定;而WO-V-O_(2c),O-L-O_(1c)和O-V-O_(1c)这三种吸附构型都很稳定,H_2分子都解离成两个H原子,吸附能均为负值,分别为-1.164,-1.021和-3.11 eV.WO-V-O_(2c)吸附构型的两个H原子分别吸附在O和W原子上;O-L-O_(1c)吸附构型的两个H原子,一个与O原子成键,另一个远离了表面.其中O-V-O_(1c)吸附构型最稳定,两个H原子失去电子,为O原子提供电子.分析其吸附前后的态密度,H的1s轨道电子与O的2p,2s轨道电子相互作用,均形成了一些较强的成键电子峰,两个H原子分别与O_(1c)形成化学键,最终吸附反应生成了一个H_2O分子,同时产生了一个表面氧空位.     

高压下L-丝氨酸的拉曼光谱研究

压力可以引起蛋白折叠与变性。作为蛋白质的基本构成单位,氨基酸在高压下的变化近来年备受关注。在常见的20种氨基酸中,学者们利用高压拉曼技术已研究了多种氨基酸在高压下的变化,研究的最高压力达到30 GPa。为了探究L-丝氨酸(C₃H₇NO₃)在极高压力下的结构变化情况,采用原位高压拉曼技术在常温下对L-丝氨酸晶体进行研究,最高压力达到22.6 GPa。研究发现,当压力达到2.7 GPa时,在102 cm-1处出现新峰,在1 123 cm-1(NH₃反对称摇摆振动)处的特征峰出现劈裂;当压力达到5.4 GPa时,L-丝氨酸晶体在574 cm-1处出现新峰,同时原来164 cm-1处峰消失;当压力达到6.0 GPa时,位于226,456,770和2 968 cm-1(CH₂伸缩振动)等处出现新峰,877 cm-1处的CC伸缩振动峰发生劈裂,产生894 cm-1新峰;当压力达到7.9 GPa时,在145,151和2 946 cm-1等出现新峰,同时原在CO₂摇摆振动峰的肩峰531 cm-1消失;当压力达到11.0 GPa时,位于249 cm-1处的振动峰开始劈叉,在241 cm-1处形成新峰,位于2 956 cm-1(CH₂伸缩振动)同时原位于391和431 cm-1处的峰消失;当压力达到17.5 GPa时,在200 cm-1处出现新峰。通过进一步分析L-丝氨酸的拉曼波数随压力的变化,发现很多拉曼峰在1.37,2.2,5.3,7.46和11.0 GPa以及15.5 GPa等压力点处都出现了拐点。其结果表明：L-丝氨酸在0.1～22.6 GPa之间共发生7处结构相变,分别位于压力区间0.1~1.37,2.2~2.7,5.3,6.0,7.46~7.9,10.1~11.0和15.5~17.5 GPa之间。而且,在6.0 GPa新的相变点在之前文献中未论述过。由于L-丝氨酸晶体在6.0 GPa时CC伸缩振动峰发生劈裂,这现象可能是由于压力引起L-丝氨酸晶体分子发生重排导致的,同时L-丝氨酸晶体分子重排导致氢键发生重排,使得L-丝氨酸晶体出现新的CH₂伸缩振动峰。L-丝氨酸晶体在10.1~11.0 GPa之间的拉曼光谱变化主要集中在低波数段,该波数段的拉曼振动模式主要与晶体晶格振动等低能量振动有关。同时在高波数段出现新的CH₂峰,由此可推测在10.1~11.0 GPa之间,L-丝氨酸晶体的晶格振动发生变化,产生了新的氢键,从而导致了L-丝氨酸晶体结构的改变。L-丝氨酸晶体在15.5~17.5 GPa之间,由于没有发现直接证据证明其发生结构相变,只是在拉曼波数随压力变化中,发现其在17.5 GPa时出现拐点,因此推测L-丝氨酸晶体在15.5~17.5 GPa之间可能发生结构相变。