7-吡啶吲哚同分异体结构与电子光谱性质的理论研究

运用密度泛函理论对7-吡啶吲哚可能存在的构型进行优化,计算异构体的几何构型、电子结构、前线分子轨道;应用含时密度泛函理论计算了异构体b,c和e的电子光谱性质以及溶剂效应对光谱性质的影响.结果表明,溶剂极性的增加使b的电子光谱蓝移,而c和e的电子光谱红移,且溶剂极性对最大吸收波长影响幅度较小.前线分子轨道分析,表明该类化合物的主要吸收光谱主要对应于分子中的HOMO→LUMO电子跃迁,且为π→π*跃迁.     

线性响应和两种态特定方法模拟AF350电子跃迁的溶剂效应

在极化连续模型框架下比较了线性响应与两种不同态特定方法计算的溶液中Alexa Fluor 350(AF350)分子激发能和光谱移动值的差异. AF350的第一激发态S0→S1电子跃迁属于π→π^*跃迁, 主要对应于最高占据分子轨道(HOMO)到最低空轨道(LUMO)的跃迁. 该分子激发态偶极矩大于基态偶极矩, 激发态时溶质溶剂相互作用比基态时更强, 随着溶剂极性增大, 会发生光谱红移的现象. 与实验值相比, 线性响应和两种态特定方法均高估了激发能, 其中以IBSF(Improta-Barone-Scalmani-Frisch)方法得到的激发能最小, 矫正的基态反应场方法(cGSRF)得到的激发能最大. 对于光谱移动值, 3种方法与实验值相比都偏小, 线性响应方法(LR)计算出的误差最大, 而IBSF方法得到的结果与实验值最吻合, 是预测溶液中AF350分子激发能和光谱移动值最准确的方法. 对比了Marcus传统理论和基于约束平衡的非平衡溶剂化理论的结果, 发现后者得到的激发能和光谱移动值更接近于实验值.     

4-氨基-1,8-萘二酰亚胺的结构及光谱性质的理论研究

采用HF和密度泛函理论中的B3LYP和PBE0方法,在7个不同的基组下优化得到了4-氨基-1,8-萘二酰亚胺(ANI)的基态几何构型,用CIS/6-31+G(d)方法得到第一激发态几何构型,频率分析无虚频.在此基础上运用HF-CIS,TD-B3LYP和TD-PBE0方法研究了在气相及DMSO,DMF,MeCN,THF,CHCl3和EtOH溶剂中ANI的前线轨道及电子光谱.结果表明,HOMO→LUMO的跃迁是π→π*跃迁.随溶剂极性的增加,其最大吸收和荧光波长红移.用TD-B3LYP/6-31+G(d)方法得到的溶剂中ANI的吸收光谱计算值与实验值吻合性较好,但荧光光谱计算值与实验值有较大差异.进一步经线性拟合校正,ANI在非质子溶剂中的计算值与实验值能较好地吻合.计算显示激发态ANI具有较大的偶极矩,与解释相关荧光分子探针的光诱导电子转移方向选择性现象的光生电场理论一致.     

基于约束非平衡溶剂化理论的对硝基苯胺π→π^＊光谱移动

采用根据连续介质理论和热力学约束平衡态方法得到的非平衡态溶剂化理论,在单球孔穴点偶极模型近似下推导得出了吸收光谱移动的解析公式．用含时密度泛函方法,在B3LYP／cc-pVDZ水平下研究了对硝基苯胺在水溶液中最低的π→π^＊跃迁的吸收光谱,利用新的溶剂化光谱移动公式,得到了与实验值-0．98eV符合很好的光谱移动值一0．99eV．     

2,6-二巯基嘌呤互变异构体热力学稳定性的密度泛函理论研究

利用密度泛函(DFT)B3LYP/6-311G(d,p)方法,水相计算采用自洽反应场(SCRF)中的Onsager模型,对气相和水相中可能存在的13种2,6-二巯基嘌呤互变异构体进行了全优化,并计算了各异构体的热力学参数、偶极矩及原子净电荷。计算结果表明,不论是气相还是水相,二硫酮DTP(1,3,7)是最稳定的异构体。溶剂化效应使各异构体的稳定性均增强,偶极矩大者其稳定性显著增大。溶剂化吉布斯自由能与异构体在两相中偶极矩之差存在相关性。二硫酮DTP(1,3,7)在水相中与致癌物BPDE进行亲核取代反应时,二硫酮DTP(1,3,7)中的S10原子优先进攻亲电试剂BPDE.     

5-氟胞嘧啶互变异构的密度泛函理论计算

采用BH-HLYP/6-311＋G**方法对10种气相和水相中可能存在的5-氟胞嘧啶互变异构体进行了几何全优化, 并计算出它们的总能量和吉布斯自由能. Onsager反应场溶剂模型用于水相的计算. 计算结果表明, 5-氟胞嘧啶在气相中主要以烯醇式-氨基式形式存在, 在水相中主要以酮式-氨基式形式存在. 溶剂化自由能与异构体的气相偶极矩存在相关性．进一步求得互变异构化以及构象异构化和顺反异构化的过渡态, 探讨异构化过程中的几何结构和能量的变化.     

1,8-萘酰亚胺类衍生物的结构及紫外-可见吸收光谱

用密度泛函方法(DFT)优化了一系列1,8-萘酰亚胺衍生物, 用含时密度泛函(TDDFT)和导体极化连续模型(CPCM)计算了它们在气相、环己烷和二氯甲烷溶剂条件下的紫外可见吸收光谱. 计算结果表明, 优化的几何结构和X射线晶体结构数据吻合较好. 萘环4和5位胺基上取代基团(氢基、甲基、苯基和萘基)的变化使得它与萘酰亚胺部分的连接键长(N—C)变长、电荷转移增强、带隙降低. 溶剂化显色效应和前线轨道电子云一致表明此类物质的最大吸收峰对应π-π*跃迁. 异构体A中的分子内电荷转移增大和带隙的降低是它的紫外吸收光谱最大吸收峰比异构体B的发生红移的主要原因.     

丙酮分子n→π*跃迁光谱的平均溶剂静电势/分子动力学方法研究

采用量子力学/分子动力学方法研究了具体溶剂分子结构对溶质光谱行为的静电影响. 通过拟合溶质所处外电场和引入溶剂分子极化率, 考虑了溶质溶剂分子之间的相互极化效应, 得到合理的溶质和溶剂分子的电荷分布. 经过严格推导发现, 在传统的显溶剂模型中, 平衡和非平衡溶剂化能表达式均未考虑溶剂分子永久偶极弹簧能的贡献. 因此, 在正确计算永久偶极弹簧能的基础上, 重新建立了溶剂化能的表达式和新的吸收/发射光谱移动公式. 采用修改后的ASEP/MD程序, 计算得到了与实验值比较吻合的丙酮在水溶液中n→π*跃迁的光谱移动值, 验证了新公式的合理性.     

5-氟尿嘧啶和5-氯尿嘧啶及其互变异构体的理论计算研究

采用HF/3-21G方法, 对6种气相和水相中可能存在的5-氟尿嘧啶(和5-氯尿嘧啶)互变异构体进行了构象分析.采用B3LYP/6-311＋G**方法对处于优势构象时的各互变异构体进行了几何全优化, 并计算出它们的总能量、焓、熵、吉布斯自由能. Onsager反应场溶剂模型用于水相的计算. 计算结果表明, 5-氟尿嘧啶和5-氯尿嘧啶在气相中和水相中主要以双酮形式存在. 5-氟尿嘧啶和5-氯尿嘧啶的熵效应小, 对互变异构平衡没有显著的影响, 而焓变对互变异构产生了主要的影响. 讨论了水溶剂化作用对异构体的能量、电荷分布和偶极矩的影响. 溶剂化自由能与异构体的气相偶极矩存在相关性. 另外, 详细地将5-氟尿嘧啶和5-氯尿嘧啶与尿嘧啶进行了对比, 获得三者最稳定异构体间电子结构异同的有用信息.     

C50富勒烯及其二聚物C100、C101的光学性质

运用B3LYP方法在6-31G*基组水平上对C50富勒烯以及它的两个不同二聚物C100、C101的几何构型进行了全优化. 在优化所得构型的基础上, 采用TDB3LYP方法在3-21G*基组水平上对其激发态性质、电子吸收光谱进行了研究, 根据计算得到的态态间跃迁偶极矩和跃迁能等数据, 结合使用态求和公式进一步计算得到了它们不同光学过程中的三阶非线性极化率. 结果表明, 当C50富勒烯二聚以后, 其电子吸收光谱的最大波长吸收峰发生了明显的红移, 三阶非线性极化率有了较大的提高. 其中, [5,5]-[5,5]哑铃型二聚物C101有着比[2+2]闭环型二聚物C100更大的三阶非线性极化率.     

可溶性聚酰亚胺电化学反应机理的研究

本文研究了三种可溶性聚酰亚胺（ＰＩ）在机溶剂和水溶液中的电化学行为，发现ＰＩ在有机溶剂中的电化学行为明显不同于水溶液，利用红外光谱技术才半经验发子轨道计算方法，结合电化学测试的结果，确证了ＰＩ的电化学反应的机理。     

An improvement of the resolution of the identity approximation for the formation of the Coulomb matrix

A straightforward modification of the resolution of the identity (RI) approximation to the Coulomb interaction is described. In the limit of basis sets that are dominated by high angular momentum functions the observed speedups in realistic test systems reach a factor of 2 compared to the standard RI algorithm, and a factor of up to 300 compared to the standard algorithm to form the Coulomb matrix. More moderate savings on the order of 0-20% are obtained for the more commonly used smaller basis sets. A series of test calculations is reported to illustrate the efficiency of the algorithm.     

Influence of the Position of the Connecting Spacer of the Chromophore on the Nonlinear Optical Response

A new chromophore, C1 , based on a similar DπA‐structure as in the FTC ‐chromophore but with a hydroxyalkyl spacer perpendicular to the direction of the dipole moment was synthesized. Both chromophores and the CLD ‐chromophore were used to prepare high T_g nonlinear optical vinyl polymers. The influence of the position of the spacer on the DπA‐system on the NLO response of the resulting polymers was investigated.

     

光亮剂对银电沉积行为的影响

用电势阶跃法和旋转圆盘电极法 (RDE)以及SEM和XRD测试手段 ,初步研究了光亮剂对氰化体系中银电沉积行为的影响 .研究表明 ,光亮剂的加入并未导致银电沉积成核机理的改变 ,但显著增强了镀液的微观平整效应 ,并且所得镀层的表观光滑程度明显改善 .XRD测试亦同时表明光亮剂的加入并未改变镀层的择优取向     

Determination of the c-terminal amino acid residues of the proteins of the hormones of the hypophysis

Chemistry of Natural Compounds -