硝酸丙酯结构、振动频率和热力学性质的密度泛函理论研究

用密度泛函理论(DFT)研究硝酸丙酯化合物的分子结构、振动光谱和热力学等基本性质.取BLYP、B3LYP方法和6-31G*、6-31G**、6-311G*、6-311G**基组,对硝酸丙酯分子的几何构型进行全优化计算并分析其电子结构性质.和考虑了二级相关能校正的MP2/6-311G*计算结果比较表明,B3LYP/6-31G*是研究许多较大体系化合物卓有成效和颇有前途的方法.在B3LYP/6-31G*的水平上对优化后的结构进行了正则振动频率分析,用因子0.95校正后的振动光谱和实验结果比较,符合较好.进一步     

水杨醛缩对乙酰基苯胺希夫碱的合成及其荧光性质的理论研究

以水杨醛和对乙酰基苯胺为原料,首次采用绿色环保的室温固相反应方法制备了水杨醛缩对乙酰基苯胺希夫碱,用元素分析和核磁共振氢谱对产物进行了表征。测定了产物的紫外光谱、荧光光谱和相对荧光量子效率,发现该化合物具有较强的荧光性质。利用密度泛函理论(density functional theory, DFT)方法,在B3LYP/6-311G基组水平上优化了该化合物的基态分子构型。采用相同的方法和基组计算了标题化合物的振动频率,频率数据中没有虚频,即该优化构型是稳定的。分析理论计算结果发现：标题分子具有较强的芳香性和较大共轭体系。在基态优化结构的基础上应用含时密度泛函理论(TD-DFT),在B3LYP/6-31G水平上计算并研究了此化合物的吸收光谱。用单激发组态相互作用(CIS)方法优化了标题分子的激发态构型,并在此基础上用TD-DFT//B3LYP/6-31G方法计算了这种化合物的荧光发射光谱。将理论计算的光谱性质与实验的光谱数据相比较发现二者吻合较好。分析探讨了化合物分子的结构与其荧光性质之间的关系,为进一步寻找具有荧光性质的化合物提供了理论指导。     

邻硝基苯甲醛缩对乙酰基苯胺希夫碱的结构与光谱的理论研究

利用实验方法测定了标题化合物的紫外吸收光谱、荧光发射光谱和相对荧光量子产率,结果表明该化合物具有较强的荧光性质。采用密度泛函理论(density functional theory, DFT)中的杂化密度泛函B3LYP方法,在6-311G(d)基组水平上对该化合物基态分子构型进行了几何结构全优化,得到了其最稳定构型、总能量及HOMO与LUMO能级差。研究结果说明：分子具有较强的芳香性和较大的共轭体系。振动频率分析说明,标题分子优化后的结构稳定。将优化后的基态结构应用含时密度泛函理论(TD-DFT),在B3LYP/6-311G水平上计算并研究了此化合物的吸收光谱。用单激发组态相互作用(single-excitation configuration interaction, CIS)法优化了标题分子的激发态构型,并在此基础上用TD-DFT//B3LYP/6-311G方法计算了这种化合物的发射光谱。结果表明,理论计算的光谱数据与实验结果较吻合。     

2,4,6-三甲氧基苯-1-O-D葡萄糖苷的核磁共振谱的理论研究

应用规范不变原子轨道GIAO法,分别在HF/6-311+G(2d,p)//B3LYP/6-31G(d)和HF/6-311+G(2d,p)//B3LYP/6-31G(d,p)水平上,计算了从卫茅科南蛇藤属植物苦皮藤中分离鉴定出的2,4,6-三甲氧基苯-1-O-D葡萄糖苷(化合物1)的α和β分子构型的1HNMR和13CNMR的化学位移值,并对理论计算值与实验值的误差进行了统计分析,其中β分子构型的计算值与实验值较为接近,结合α和β分子构型的总能量计算值,预测化合物1分子应择型于β构型,即为2,4,6-三甲氧基苯-1-O-β-D葡萄糖苷,这与根据糖的端基质子化学位移和耦合常数实验值(δH=4.81,J=7.3Hz)推断的结论相吻合,进一步说明理论计算的合理性.     

3-氨基-2,5-二氯苯甲酸振动光谱的密度泛函研究

为了本质地把握3-氨基-2,5-二氯苯甲酸(3A2,5DBA)的振动光谱和结构间的关系,在HF和B3LYP水平上利用6-311G(d,p)基组对3A2,5DBA进行了结构优化和振动频率的计算,得到了3A2,5DBA的结构信息和全部45个简正振动模式.通过与苯甲酸的结构参数以及相关文献数据的对比,发现B3LYP/6-311G(d,p)方法较HF/6-311G(d,p)方法能给出更加合理的结果.考虑到计算模拟分子和实验测量样品间的差异,对计算所得到的频率进行了合理的标度修正.在B3LYP/6-311G(d,p)方法下,对波数小于800cm-1的振动频率,标度因子取1.001 3,而波数大于800 cm-1的标度因子取0.961 3.借助Gaussian View程序包对所计算得到的振动模式进行了高精度指认,对3A2,5DBA的主要官能团及取代基团进行了振动分析.通过和实验测量的FTIR数据的比对,发现经标度修正后的计算结果和实验测量符合的很好.同时结合相关的文献报道,表明所做的振动指认和振动分析是合理的.     

TMS的NMR量子化学计算

分别用HF/4 31G(Si =6 2 1G)、B3LYP/6 31G(D)、B3LYP/6 31G、HF/6 31G、MP2 /6 31G(D)对TMS进行了结构优化 ,在此基础上 ,用Hartree Fock、B3LYP理论水平下 ,分别用不同的基组 6 31G、6 31+ +G(D ,P)、6 311+G(2D ,P)、6 311+ +G(D ,P)进行NMR的计算 ;在MP2理论水平上 ,用STO 3G、3 2 1G、4 31G、6 31G、6 31G(D)、6 31+ +G(D ,P)等基组进行NMR的计算 .并用GAUSSION98程序所给出的四种计算NMR的方法 :GIAO、IGAIM、CSGT、SINGLEGAUGEORIGIN ,分别在上述基础上进行了TMS的屏蔽值的计算 .研究结果表明 ,就理论水平而言 ,DFT(B3LYP)比HF计算结果要好 ,而且基组越大 ,计算精度越高 ,但有一饱和基组存在 .就计算方法而言 ,用GIAO有利于计算精度的提高 .计算结果与实验值基本上吻合     

4-氟苯甲醛酪氨酸席夫碱的制备及其振动光谱的密度泛函理论和从头算理论计算的研究

4-氟苯甲醛酪氨酸席夫碱(4-FT)由4-氟苯甲醛和L-酪氨酸钾盐在室温条件下反应制得,4-FT的结构通过1HNMR,FTIR和Raman测试得到确认。分别用密度泛函(DFT,density functional theory)理论的B3LYP(Becke’s three-parameter exchange functional(B3)with Lee,Yang,Parr(LYP))方法和从头算(ab initio)理论的HF(Hartree-Fock)方法,选用标准的6-31G**和6-31G*基组对化合物4-FT的几何构型进行优化。同时分别在B3LYP/6-31G**,B3LYP/6-31G*,HF/6-31G**和HF/6-31G*水平下计算4-FT的振动波数。用密度泛函(DFT)的B3LYP方法计算并校正后的波长数据比用从头算(ab i-nitio)的HF方法计算的结果更与实验数据吻合。     

二芳基马来酸酐吸收光谱的计算研究

在B3LYP/6-311++G(3df, 3pd)//b3LYP/6-31G(d)和TD/6-31G(d)//B3LYP/6-31G(d)水平上对二芳基马来酸酐的电子吸收光谱进行了研究。2,3-(2,4-二甲基噻吩-3)马来酸酐的开式结构和闭式结构的S₁, S₂和S₃跃迁的计算结果分别为390, 360.5, 339.4; 584.6, 395.8, 370.2 nm; 与类似物2,3-(2,4,5 -三甲基噻吩-3)马来酸酐的开式结构和闭式结构的S₁和S₂, 实验值390,331; 552, 386 nm一致。振子相对强度计算结果与吸收峰强度一致。     

氧分子和苯酚自由基反应机理的理论研究

用密度泛函理论B3LYP方法对氧分子和苯酚自由基反应机理进行了研究.在B3LYP/6-31G(d,p)水平上优化得到了反应路径上的反应物、中间体、过渡态和产物的几何构型和谐振频率;并在B3LYP/6-311 G(2df,2pd)水平上进行了单点能计算.计算结果表明,苯酚是O2同苯酚自由基Ⅰ反应的主要产物,苯酚过氧自由基Ⅴ和Ⅵ是此反应的次要产物.苯酚过氧自由基Ⅴ的主要后继反应中,环化形成[3.2.1]双环氧桥自由基Ⅶ是主要的反应路径,Ⅶ可以进一步开环反应,形成环裂解产物1,2和1,4二醛.     

Theoretical Study of the C-Cl Bond Dissociation Enthalpy and Electronic Structure of Substituted Chlorobenzene Compounds

利用密度泛函(DFT)三种交换/相关函数(B3LYP, B3PW91,B3P86)结合6-31G**和6-311G**基组,计算了13个取代氯苯化合物的键离解能. 结果表明B3P86/6-311G**方法是计算取代氯苯化合物键离解能的可信方法,研究发现C-Cl键的键离解能与所使用的基组和计算方法密切相关,取代基对C-Cl键的键离解能的影响不明显. 研究了目标化合物的前线轨道能级差,并对取代氯苯化合物的热稳定性做了评估.     

CH2F自由基与HNCO反应机理的理论研究

采用密度泛函理论的B3LYP方法,在6-311 G(d,p)基组水平上研究了CH2F自由基与HNCO的微观反应机理,优化了反应过程中的反应物、中间体、过渡态和产物的几何构型,通过振动分析验证了所有可能的过渡态;并且还在QCISD(T)/6- 311 G**//B3LYP/6-311 G(d,p)机组水平上计算了相应单点能．找到了CH2F自由基与HNCO反应的7条可行的反应通道,对结果的分析表明,CH2F HNCO→TS8→IM5→TS9→IM4通道的控制步骤活化能最低,是该反应的主要通道．     

Kinetics and mechanism of intramolecular aldol condensation of 2,5-hexadione, a DFT and MP2 study

A theoretical study of kinetics and mechanism of intramolecular aldol condensation of 2,5-hexadione was performed using DFT methods at B3LYP and MP2 levels of theory using 6-311g, 6-311g*, 6-311G**, 6-311++G and 6-311++G** basis sets. Equilibrium molecular geometries and harmonic vibrational frequencies of the reactant, transition states, and products were calculated. Two reaction paths were studied. The considered rate constants and activation thermodynamic parameters were calculated. The results indicated a fairly good agreement with experimental data. It was demonstrated that the five member ring is the most stable one for all calculations. These calculations showed that the reaction proceeds through an asynchronous concerted mechanism.     

CH3S CH2SH异化反应的理论研究

利用密度泛函理论(DFT)和从头算(ab initio)研究了CH3S←→CH2SH互异化的反应机理．采用HF、B3LYP、MP2理论水平和中等基组6-31(d)，计算了CH3S、CH2SH及其过渡态的结构参数、谐振频率、零点能(ZPF)、总能量和相对能量，并利用B3LYP／6-31(d)的方法计算了反应的内禀反应坐标(IRC)，给出了分子构型和自旋污染沿反应坐标的变化曲线，以及最小能量曲线(MEP)、绝热能量曲线．此外，利用传统过渡态理论(CTST)研究了该互异化反应的速率常数和平衡常数在200～1000K的变化．     

AT1受体拮抗剂V8、V12和BZI8结构的量子化学研究

基于Mavromoustakos等人的分子动力学和蒙特卡罗方法结果,本文利用量子化学计算的方法研究了SARTANS(沙坦)类的3种AT1受体拮抗剂(V8、V12和BZI8).在B3LYP/6-31G(d)方法下计算得到了3种药物分子的平衡几何结构,并且采用B3LYP-GIAO/6-311G(d,p)方法计算了这些药物分子中的质子化学位移.通过研究结果可以看出,本文采用量子化学方法计算得到的3种分子的结构与Mavromoustakos等人通过分子动力学和蒙特卡罗方法得到的结果比较接近,计算结果与核磁共振实验的ROE数据和1H谱相比吻合得较好,说明所获得的结构较为合理.另外通过对所获得分子结构进行叠合分析发现,同属SARTANS类的3种分子在联苯咪唑环区域具有很大的相似性.     

Spectral and Computational Studies on Benzil Mono-(2-Pyridyl)Hydrazone

In the present study, structural properties of Mono-(2-Pyridyl) Hydrazone were studied extensively utilizing density functional theory (DFT) employing B3LYP exchange correlation. The Fourier transform infrared (solid phase) was recorded. The vibrational frequencies in the ground state were calculated by using density functional method (B3LYP) with 6-31G* and 6-311G** as basis sets. The spectral studies revealed that the title compound exists in Keto form. Spectral techniques that we employed include ¹H and ¹³C NMR, electronic, thermal techniques. Correlation between experimental chemical shifts and GIAO/B3LYP/6-311G**-calculated isotropic shielding constants, δ_exp = a + bσ_calc, are reported. Good linear regressions between experimental and theoretical results for ¹H and ¹³C were obtained.     

AT1受体拮抗剂V8、V12和BZI8结构的量子化学研究

基于Mavromoustakos等人的分子动力学和蒙特卡罗方法结果，本文利用量子化学计算的方法研究了SARTANS（沙坦）类的3种AT1受体拮抗剂（V8、V12和BZI8）. 在B3LYP/6-31G(d)方法下计算得到了3种药物分子的平衡几何结构，并且采用B3LYP-GIAO/6-311G(d，p)方法计算了这些药物分子中的质子化学位移. 通过研究结果可以看出，本文采用量子化学方法计算得到的3种分子的结构与Mavromoustakos等人通过分子动力学和蒙特卡罗方法得到的结果比较接近，计算结果与核磁共振实验的ROE数据和¹H谱相比吻合得较好，说明所获得的结构较为合理. 另外通过对所获得分子结构进行叠合分析发现，同属SARTANS类的3种分子在联苯咪唑环区域具有很大的相似性.     

溶液中CO…CO+体系相互作用的理论研究

在B3LYP/6-311+G水平上利用SCRF方法中的Onsager model模型考察了CO…CO+体系在两种介质(水和苯)中可能存在的相互作用复合物,发现由于H2O与CO+之间存在较强的相互作用,在水中仅能存在一种稳定结构,而在苯溶液中存在三种稳定的复合物.通过消除基函数引起的叠加误差(BSSE)和零点振动能(ZPVE)的校正,精确求算出三种复合物在两种介质中的相互作用能,表明溶剂的性质对复合物的稳定性有着重要的影响.     

3,4-二氯-1,2,5-噻二唑的结构及其振动光谱

实验测量了3,4-二氯-1,2,5-噻二唑分子4000～400 cm-1区域内的红外光谱和3700～100 cm-1范围内的拉曼光谱,使用密度泛函理论计算了分子的稳定结构和振动频率.以实验测定频率为标准采用简正振动分析方法得到了各振动谱带的总能量分布,从而对该分子的振动频率做出了全面归属.     

CF4/Ar微波放电与CS2反应的可见化学发光研究

利用交叉分子束-化学发光研究方法,研究了气相条件下不同反应压力时CF4／Ar微波放电的产物与二硫化碳CS的交叉反应在可见区(300～900nm)的化学发光,利用密度泛函B3LYP和二阶微扰MP2理论分别在6-311 G(3df,2pd)和6-311 G(d,p)基组下计算了可能的反应产物电子基态的构型和振动频率,将得到的光谱标识为F2S2电子激发态的发射谱,通过对光谱和产物的分析,认为微波放电得到的亚稳态的Ar原子与CS发生碰撞反应使CS解离为S原子和CS,解离得到的S原子与微波放电产生的F原子发生多步反应得到了F2S2的激发态。