水杨醛乙酰腙席夫碱作为Al3+荧光探针分子的理论研究

用密度泛函理论和含时密度泛函理论研究了实验上合成的一种基于水杨醛席夫碱的Al~(3+)荧光探针的性质.通过优化探针分子及其与Al~(3+)形成的配合物可能存在的异构体的几何结构,并模拟各异构体的电子吸收光谱,找到了最可能存在的异构体.最后模拟了它们的荧光光谱,进一步验证了前面推测的异构体的正确性,加深了人们对这一探测过程的认识.     

丙交酯合成过程的理论及实验研究

采用密度泛函方法研究了丙交酯的合成过程, 优化了合成过程中可能出现的化合物的几何构型, 分析了各化合物的振动频率和偶极矩. 在B3LYP/6-31G*和B3LYP/6-311＋G*水平上进行了各化合物的能量计算, 得到了所设计的各模型反应的焓变和吉布斯自由能变. 结果表明, 所选择的各模型反应为吸热反应且近似可逆, 水的控制对丙交酯的形成很重要. 根据量化计算结果与丙交酯合成实验中不同阶段反应体系红外谱图的变化, 提出了丙交酯合成的可能机理.     

1-乙胺基-3-甲基咪唑四氟硼酸盐吸收CO_2的理论研究

采用密度泛函理论(DFT)对离子液体1-乙胺基-3-甲基咪唑四氟硼酸盐([NH2e-mim][BF4])吸收CO_2的反应机理进行了研究.在B3LYP/6-311++G(d,p)计算水平下,对离子液体[NH2e-mim][BF4]的结构及与CO_2反应的中间体、过渡态和产物进行了全优化,获得了优化结构的构型参数、振动频率和热力学数据.利用自然键轨道(NBO)分析了离子液体[NH2e-mim][BF4]和CO_2的自然电荷布居.计算结果表明,通过阳离子[NH2e-mim]+自偶解离产生的阳离子[NH3e-mim]2+能与阴离子[BF4]-结合形成更强的离子键.根据反应吉布斯自由能变(ΔG0—)和焓变(ΔH0—)的计算结果,判断离子液体[NH2e-mim][BF4]吸收CO_2按理论摩尔比2∶1分步进行反应,吸收过程中质子的转移需克服52.51 k J/mol的能垒.     

PuH2气态分子热力学稳定性的理论研究

用密度泛函B3LYP方法计算了PuH2分子的微观性质、不同温度下气态PuH2分子的能量（E）、熵（S）及气态PuH2分子生成反应的标准焓变ΔH、标准熵变ΔS和标准自由能变ΔG.计算结果表明，气态PuH2分子不具有热力学稳定性.     

新型席夫碱高灵敏荧光探针用于Al~(3+)的测定

本文报道了一种新型席夫碱8-羟基-久洛尼定-(2-吡啶)腙(L)的荧光探针,并用于识别检测Al~(3+).探针L与Al~(3+)络合使溶液颜色由淡黄色变为黄色,同时在480 nm处荧光显著增强,可实现Al~(3+)的选择性识别检测,检测限为8.22×10~(-8)M.通过等摩尔连续变化法测定及质谱表征,L与Al~(3+)形成1:1的络合物,核磁共振光谱进一步确定L与Al~(3+)的结合模式,为探针L应用于离子传感器研制奠定了理论基础.     

密度泛函理论研究香草醛与氨基硫脲的加成-缩合反应

针对氨基硫脲和香草醛亲核加成-缩合反应的反应物和生成物,用量子化学密度泛函方法在B3LYP/6-31G水平上进行几何优化,通过Mulliken电荷分析推测出香草醛具有较高的亲核加成反应活性.对优化后的构型进行振动分析,得到不同温度下反应物和生成物的热力学性质,据此计算出相应温度下的反应焓变、吉布斯自由能变和平衡常数.实验表明,在298K～1000K内,氨基硫脲与香草醛的亲核加成-缩合反应是一个放热反应,吉布斯自由能变成负值,平衡常数很大,说明反应在温和条件下即能自发进行.在此基础上采用含时密度泛函方法(TD-DFT)计算了分子激发态的电子跃迁能,得到对应激发态的吸收波长,所得结果与文献值基本吻合.     

基于苯并噻唑单元的Fe~(3+)荧光探针的合成及细胞成像应用研究

设计并合成了新型基于苯并噻唑的荧光探针L1和L2。通过荧光光谱滴定实验研究了其在DMSO/H_2O(1∶1,V/V,HEPES,p H=7.2)中对Li~+,Na~+,K~+,Ag~+,Cu~(2+),Ni~(2+),Zn~(2+),Mn~(2+),Cd~(2+),Hg~(2+),Co~(2+),Mg~(2+),Ca~(2+),Ba~(2+),Al~(3+),Cr~(3+),Fe~(3+)等不同金属离子的选择性识别能力,结果表明,探针对Fe~(3+)表现出较高的选择性,并与Fe~(3+)形成1∶1配合物,络合常数为(2.36×10~3)。其他常见金属离子的存在对铁离子引起的荧光淬灭无影响。探针L2还被用于活细胞中铁离子的检测。     

谈化学热力学状态函数的运用

由物质的生成焓、熵可得化学反应的焓变、熵变,再由吉布斯自由能变△rGθm判断反应的倾向.     

吡啶类离子液体在气-液界面吸附的量子化学研究

采用量子化学密度泛函理论,在B3LYP/6-311+G水平上,对吡啶离子液体阳离子[BuPy]+及其水合物(水分子数为1～6)的分子模型进行结构优化和频率分析,得到各种水合物的热力学性质,由此计算水合过程的标准反应焓变和吉布斯自由能变,从分子水平上研究吡啶类离子液体与水分子的相互作用.结果表明,离子液体阳离子极性头与水分子以氢键形式构成水合层,该类氢键属于中强氢键;其水合过程是一个自发的放热过程,并且随着水分子数的增加水合物的稳定性也逐渐增强.     

荧光铁载体-铽(Ⅲ)-环丙沙星三元配合物的光谱研究

在pH=8.0的50 mmol/L Tris-HCl缓冲溶液中,利用紫外光谱、荧光光谱、荧光寿命和等温滴定量热分析研究了环丙沙星(CIP)、Tb~(3+)与荧光铁载体(Pvd)三者之间的结合性质.结果表明,CIP与Tb~(3+)以3∶1摩尔比结合,结合常数约为1013L~3/mol~3,Tb(CIP)3配合物的形成使Tb~(3+)在544 nm处的荧光敏化.Pvd可与Tb~(3+)以1∶1摩尔比结合,Pvd-Tb~(3+)配合物在544 nm处并未出现Tb~(3+)的荧光敏化峰.三者之间的荧光滴定实验与等温滴定量热分析均证明了Pvd-Tb~(3+)-CIP三元配合物的形成,其中CIP与Pvd-Tb~(3+)的结合常数为(3.10±0.39)×103L/mol.配合物中CIP对Tb~(3+)特征荧光的敏化效应为抗菌素抗荧光假单胞菌机理的深入研究提供了可行的方法.