L-苯丙氨酸构象和电离能的理论研究

摘要: 我们对L-苯丙氨酸进行了全势能面搜索,采用B3LYP方法优化了L-苯丙氨酸的648种可能构象,最终得到了37种稳定存在的构象。分别采用B3LYP、B3PW91、M06-2X、MP2和CCSD(T)计算了L-苯丙氨酸最稳定的10种构象的相对能量,其中M06-2X和MP2方法能够给出较好的结果。对比不同的基组,说明采用aug-cc-pVDZ已经接近达到基组收敛极限。用电子传播子理论P3近似方法计算稳定构象外价壳层轨道的垂直电离能与光电子能谱实验符合的很好;根据构象的相对能量以及理论模拟与实验的光电能谱的比对,说明对气相光电子能谱至少四种构象有贡献.     

从头计算研究CH3C(O)OSSOC(O)CH3的构型和能量

采用从头计算B3LYP,MP3和MP4方法结合Aug-cc-pVDZ基组研究了CH₃C(O)OSSOC(O)CH₃最稳定的五种构象及其阳离子构型.理论计算了五种稳定构象的转动常数和偶极矩;运用电子传播子理论P3近似方法计算稳定构象外价壳层轨道的电离能,计算结果与光电子能谱实验结果符合的较好.根据构象的相对能量以及理论模拟电离能谱和实验光电子能谱之间的比较,说明在气相光电子能谱实验中至少存在两种构象.与中性构型相比,电离后的五种阳离子构型均发生了明显的结构弛豫,尤 关键词： 构象 电离能 相对能量 光电子能谱     

从头算研究3-氨基-1-丙醇的电离能

采用MP2/6-311++G**方法研究了3-氨基-1-丙醇势能面上能量最低的14种构象. 运用B3LYP, MP3和MP4计算了构象的相对能量,结果说明含有分子内OH…N氢键的两种构象最稳定. 电子传播子理论的P3/aug-cc-pVTZ近似方法计算了构象的电离能,与光电子能谱的实验数据符合较好. 运用自然键轨道理论解释了构象间最外价壳层轨道电离能的差异. 结合统计力学原理,计算了不同温度下的构象分布,解释了光电子能谱依赖温度的原因.     

从头计算研究1-甲基-次黄嘌呤的电离能

采用从头计算B3LYP/Aug-cc-pVDZ方法研究了1-甲基-次黄嘌呤最稳定的六种可变异构体. 两种异构体N7H 和N9H有着相当的能量,远比其它异构体稳定. 理论计算了各种可变异构体的转动常数和偶极矩. 运用电子传播子理论P3近似方法计算稳定异构体外价壳层轨道的电离能,计算结果与光电子能谱实验结果符合较好. 根据异构体的相对能量以及理论模拟电离能谱和实验光电子能谱之间的比较,说明在气相光电子能谱实验中至少存在两种可变异构体.     

烯丙醇和烯丙硫醇构象的Dyson轨道和电离能

用B3LYP/aug-cc-pVTZ方法研究了烯丙醇和烯丙硫醇的构象. 采用MP3、MP4(SDQ)和CCSD(T)方法计算了它们的相对能量,这两种分子Gg0构象均最稳定. 根据理论计算的电离能模拟的光电子能谱说明在气相实验中烯丙醇和烯丙硫醇至少存在四种构象. 烯丙硫醇最外壳层和次外壳层的Dyson轨道均显示出强烈的n_S和π_C=C混合特征,这是由于S的孤对电子轨道和C=C_π轨道之间的共振效应和诱导效应引起的.     

TiO基态 (X 3 Δr) 的势能函数与光谱常数

应用群论及原子分子反应静力学方法推导了TiO分子基态(X³Δ_r)的离解极限.采用不同的计算方法,包括密度泛函B3LYP,B3P86,BP86,B3PW91和MP2,MP4方法,结合不同基组计算了TiO分子基态的平衡核间距、能量和振动频率.研究表明,使用B3LYP方法,对O原子使用6-311+G基组,Ti原子使用6-311+ +G^**基组时计算得到的平衡几何结构、分子离解能和谐振频率与实验值符合得最好.使用优选出的方法和基组对T 关键词： TiO 势能函数 光谱常数 密度泛函理论     

NeNO分子光谱常数和非谐振力场的从头算研究简

本论文分别用从头算方法（B3LYP、MP2）结合基组cc-pVNZ (N ∈ {T,D,Q}) 及 6-311G、6-311G（2df,2pd）计算了NeNO分子的平衡几何结构、光谱常数和非谐振力场.结果表明：在MP2方法下计算的结果略优于B3LYP计算的结果;基组6-311G、6-311G（2df,2pd）下的结果相对优于cc-PVNZ (N=T,D,Q)得到的结果;MP2理论方法结合基组6-311G、6-311G（2df,2pd）基组计算的结果非常接近实验值,这些计算结果对实验测量某些光谱数据有较好的预测作用.     

CH3NO2和CH3ONO结构及互异化反应的理论研究

采用了B3LYP、MP2方法,详细地计算了硝基甲烷(CH3ONO)和亚硝基甲酯(CH3NO2)的稳定结构、能量和振动频率等,并分析了它们的相对稳定性和相互转换的机理.结构优化结果表明,CH3ONO有两种稳定的构象cis和trans,CH3NO2有一种稳定的结构.在B3LYP/6-31G(d,p)方法的基础上,作出了CH3ONO的能量随CH3O-NO单键旋转的变化曲线图,定性地讨论了CH3ONO可能存在的稳定构象以及两种稳定构象之间互异化的机理.研究了CH3NO2与CH3ONO之间互异化的反应机理,计算了该异化反应发生时几何结构的变化以及最小能量途径,确定了该互异化反应实际上是C-N键和C-O键的断裂或形成的一个过程.     

NeNO分子光谱常数和非谐振力场的算法研究

本论文分别用从头算方法（B3LYP、MP2）结合基组cc-pVNZ (N ∈ {T,D,Q}) 及 6-311G、6-311G（2df,2pd）计算了NeNO分子的平衡几何结构、光谱常数和非谐振力场.结果表明：在MP2方法下计算的结果略优于B3LYP计算的结果;基组6-311G、6-311G（2df,2pd）下的结果相对优于cc-PVNZ (N=T,D,Q)得到的结果;MP2理论方法结合基组6-311G、6-311G（2df,2pd）基组计算的结果非常接近实验值,这些计算结果对实验测量某些光谱数据有较好的预测作用.     

LaO分子基态X2Σ+势能和平衡几何构型的比较研究

采用三种相对论有效核芯势(LanL2DZ,AREP,RCEP)和价电子基组在MP2、B3LYP、CCSD(T)和QCISD(T)水平上计算了LaO分子基态平衡几何构型和能量,并对各种计算方法在不同基组下的计算效率和精度等进行了综合比较.在此基础上,选用B3LYP方法进行能量扫描得到了LaO分子势能曲线.计算得到的LaO分子基态平衡几何,振动频率、解离能和力常数等均与实验结果吻合.最后对赝势方法计算的误差原因进行了分析.     

HO3、HO+3、HO-3光谱和结构的MP2和DFT理论研究

用B3LYP和MP2量子化学理论 ,详细地计算了HO3 、HO+ 3 、HO-3 可能的平衡构型、能量和光谱参数 ,分析了它们可能的解离通道和稳定性 .还分析了HO3 的电离势 (IE)及电子亲和势 (Ea) ,讨论了HO3 、HO3 -自由基的光电子能谱的特征 ,及用光电子能谱去探测HO3 的可能性     

NeNO分子光谱常数和非谐振力场的从头算研究

本文用从头算方法(B3LYP、MP2)计算了NeNO分子的光谱常数和非谐振力场.结果表明:在MP2方法下采用基组6-311G、6-311G(2df,2pd)计算的结果相对于实验和前人计算的结果优于B3LYP方法下采用基组cc-PVNZ(N=T,D,Q)计算的结果;重要的是这些计算结果对实验测量某些光谱数据(平衡转动常数、非谐常数等)有一定的预测作用.     

HNCS分子的光谱常数和非谐振力场的理论研究

采用Gaussian09数据包,以密度泛函理论(B3LYP、B3PW91)和二阶微扰(MP2)方法,分别采用基组6-311+G、6-311++G(2d,2p)、cc-PVNZ(N=T,Q)以及加入弥散函数的高角动量基组aug-ccPVNZ(N=T,Q)等计算了异磺氰酸(HNCS)分子的光谱常数和非谐振力场.结果表明:B3LYP、B3PW91和MP2计算的结果与实验结果都比较接近;当基组由VTZ增大到VQZ或加弥散函数对结果的影响均不明显;其中B3PW91/cc-PVTZ的各项计算结果相对于其他计算结果更接近实验值.通过计算,可以在前人基础上进一步预测HNCS分子其它的光谱常数(如:非谐性常数、科里奥利耦合常数等).     

二氧化铬阴离子光电子能谱的理论研究

凭借密度泛函理论,采用不同基组对中性分子CrO2的基态((X)3B1)以及阴离子CrO1-的基态((X)4B1)进行几何优化和振动频率分析;应用量化计算得到的力常数及结构和光谱参数,基于推得的两维四模Franck-Condon重叠积分的代数表示,对CrO2((X)3B1)-CrO2-((X)4B1)的光脱附过程进行Franck-Condon分析和光谱模拟,理论上得到光电子能谱的谱线相对强度及振动结构分布,理论谱与实验测得的二氧化铬阴离子光电子能谱达到一致,并对光电子能谱的振动结构进行归属及热带分析;另外,在光谱模拟过程中通过迭代Franck-Condon分析过程,推得CrO2-((X)4B1)与CrO2((X)3B1)平衡几何结构之差:△R(Cr-O)=0.05A,△∠(O-Cr-O)=12°.     

HNCS分子的光谱常数和非谐振力场的理论研究

采用Gaussian09数据包,以密度泛函理论（B3LYP、B3PW91）和二阶微扰（MP2）方法,分别采用基组6-311+G、6-311++G(2d,2p)、cc-PVNZ(N=T,Q)以及加入弥散函数的高角动量基组aug-cc-PVNZ(N=T,Q)等计算了HNCS分子的光谱常数和非谐振力场。结果表明：B3LYP、B3PW91和MP2计算的结果与实验结果都比较接近;当基组由VTZ增大到VQZ或加弥散函数对结果的影响均不明显;其中B3PW91\cc-PVTZ的各项计算结果相对于其他计算结果更接近实验值。通过计算,可以在前人基础上进一步预测HNCS分子其它的光谱常数（如:非谐性常数、科里奥利耦合常数等）。     

CH_3S←CH_2SH异化反应的理论研究

利用密度泛函理论 (DFT)和从头算 (abinitio)研究了CH3 S CH2 SH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CH3 S、CH2 SH及其过渡态的结构参数、谐振频率、零点能(ZPE)、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 2 0 0～ 10 0 0K的变化     

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     

吉非替尼谱学性质计算研究

吉非替尼是第一个被批准上市用于治疗晚期非小细胞肺癌(NSCLC)的药物．该文采用5种密度泛函理论(DFT)方法B3LYP,BHandHLYP,M06-2X,CAM-B3LYP和LC-wPBE在6-311++G**水平上对吉非替尼分子的红外、紫外可见光谱及核磁共振谱进行了计算,并通过比较计算值和实验值得到最佳的计算条件．研究结果表明,CAM-B3LYP和M06-2X是最佳的用于描述吉非替尼分子红外光谱的方法;B3LYP//GIAO(Gauge-Including Atomic Orbital)方法预测得到的吉非替尼在(CH₃)₂SO中的¹H NMR与实验值最为接近,用于预测¹³C NMR的最佳方法是B3LYP//CSGT(Circularty Sgmmetrical Gabor Transform)．     

(AgBr)6结构计算及对计算方法的依赖

利用HF、B3LYP方法分别结合LANL2DZ,CEP-121G赝势基组及3-21G*全电子基组对(AgBr)6的可能异构体进行结构优化。结果显示,HF、B3LYP方法在各基组水平上优化的(AgBr)6基态结构并不完全一致,表明(AgBr)6结构计算对计算方法具依赖性。对优化后能量始终较低的5个结构,进一步采用MP2方法结合上述基组进行高精度的结构优化。确定(AgBr)6基态结构为双三角形环重叠结构,并计算了该结构的红外光谱。     

(AgBr)6结构计算及对计算方法的依赖

利用HF、B3LYP方法分别结合LANL2DZ,CEP-121G赝势基组及3-21G*全电子基组对(AgBr)6的可能异构体进行结构优化。结果显示,HF、B3LYP方法在各基组水平上优化的(AgBr)6基态结构并不完全一致,表明(AgBr)6结构计算对计算方法具依赖性。对优化后能量始终较低的5个结构,进一步采用MP2方法结合上述基组进行高精度的结构优化。确定(AgBr)6基态结构为双三角形环重叠结构,并计算了该结构的红外光谱。