C70NH的结构和光谱的理论研究

摘要本文用INDO系列方法对C70NH的8种异构体构型进行计算，结果表明最稳定的构型是N原子加在C3-C3键和C4-C4键上形成具有CS对称性且不开环的三元环结构。研究了这两种最稳定构型的电荷分布，指出了C70NH的8种构型的^13CNMR谱。进行了UV-Vis光谱计算，结果表明C70NH主峰与C70一致，并在500nm以上产生特征吸收峰；C70NH与C70。相比将发生UV谱带红移的现象，同时讨论了谱带红移的原因。     

C70O2可能异构体的结构和电子光谱的理论研究

用AM1、PM3及INDO系列方法研究了C₇₀O₂可能异构体的结构和稳定性.在C₇₀O稳定构型的基础上,考察了C₇₀O₂的45种异构体.结果表明,两个O原子加在碳球极端处同一个六元环内不等价的6/6键上形成环氧结构的构型最稳定.在优化构型的基础上,进行电子光谱计算,并与C₇₀和C₇₀O进行了比较.     

C70X2(X=H,F, Cl)的稳定性和电子光谱

用INDO方法研究C70H2四种异构体的稳定性, 表明其最稳定异构体为1, 9-C70H2和7, 8-C70H2, 两者能量差为16.3KJ.mol^-^1, 与实验值及ab initio计算值接近; 光谱计算表明, 其特征吸收峰与实验值一致。在此基础上预测C70F2和C70Cl2的稳定性和电子光谱, 表明C70F2四种异构体的稳定性顺序与C70H2一致, 而C70Cl2则以21, 42-异构体最为稳定。二者的电子光谱与C70H2极其相似只是在500nm以上有细微差别。     

姜黄素衍生物电子结构及光谱性质的理论研究

在B3LYP/6-31G**和TD B3LYP/6-31G**水平上对标题化合物电子结构和光谱性质进行了研究,为模拟真实条件,计算还考虑了甲醇溶液对电子结构和光谱性质的影响。研究结果表明:标题化合物存在A、B、C三类互变异构体,异构体稳定性为BAC。以ΔU、ΔH作为比较依据,则在气相和甲醇溶液中,A3、B3、C3分别为其异构体的能量最低构象,且B3为最稳定构型。以ΔG作为比较依据,气相中B3为最稳定构型;而甲醇溶液中B4为最稳定构型。异构体A的红外光谱在2503 cm-1处存在特征吸收峰,该吸收峰为其分子内缔合氢键的νO-H;异构体B的红外光谱在1627 cm-1处存在很强的特征吸收峰,该吸收峰为螯合羰基的νC=O。甲醇溶液使分子的ELUMO、EHOMO、ΔEgap均下降,电子光谱λmax发生红移。异构体A、B在气相和甲醇溶液中的λmax均都主要来源于H→L的π→π*跃迁;异构体C在气相中的λmax主要来源于H→L+1、H-1→L的π→π*跃迁,而在甲醇溶液中则主要来源于H-1→L的π→π*跃迁;以上跃迁存在分子内电荷转移现象。     

顺、反式结构对MPV异构体的分子构型和吸收光谱的影响

采用量子化学B3LYP／6－31G方法，分别优化；计算了MPV三种异构体的几何和电子结构，结果表明，在异构体中反式结构为平面构型，顺式结构为非平面构型，反式结构增加可使异构体的UV最大吸收峰有规则红移，解释了实验现象，并对烷氧基取代聚对苯乙炔中的顺、反异构其对相关性质的影响进行了有益的讨论。     

C_(70)PH可能异构体的结构与稳定性的理论研究

分别用半经验的AM1, PM3及MNDO方法研究了富勒烯衍生物C_(70)PH的12种可能异构体的结构和稳定性。计算结果表明: -PH基团加成在4种6-6键上的稳定构型中,非赤道带6-6键加成的三个异构体为闭环结构,赤道带6-6键加成的一个异构体为开环结构;-PH基团加成在4种6-5键上均可产生开环和闭环2种稳定构型。加成在6-5双键的异构体其闭环构型更稳定,加成在6-5单键的异构体其开环构型更稳定。闭环异构体中-PH基团加成在碳球极处6-6键上的构型1,2最稳定,开环异构体中-PH基团加成在赤道带6-6键上的构型8最稳定。     

C60亮氨酸衍生物的合成及其理论研究

用1,3-偶极环加成方法合成了含吡咯环C₆₀衍生物C₆₆NH₁₃,并以FTIR、UV-Vis、¹HNMR和LD-TOFMS进行表征.用AM1方法对两种可能的加成产物-[6,6]和[6,5]异构体进行几何构型优化.结果表明,[6,6]异构体更稳定.以优化构型为基础,用INDO/CI方法计算两种加成产物的UV谱,结果表明,[6,6]异构体的特征吸收与实验值一致.本文对这两种异构体的电子跃迁进行理论指认,并分析了光谱红移的原因.     

C62及其吡啶衍生物结构与电子光谱的密度泛函理论研究

采用密度泛函理论(DFT)方法, 在TZP基组水平下计算C62及其吡啶衍生物几何与电子结构, 在全优化构型基础上, 采用TD-DFT方法对其低激发态进行计算, 预测其电子吸收光谱. 结果表明, 四种异构体的电子光谱中, 特征吸收来自C62内部的跃迁贡献, 也包括取代基到C62的电子转移. 取代基中N原子位置对490 nm左右吸收带的强度有影响, 两种顺式结构表现较为明显, 而两种反式结构衍生物光谱特征基本相同.     

含硫液体烃燃料水蒸气重整制氢 Ⅱ. Pt/Ce_(0.8)Gd_(0.2)O_(1.9)催化剂的原位DRIFTS表征

利用原位红外漫反射技术(DRIFTS)对抗硫中毒催化剂Pt/Ce0.8Gd0.2O1.9(Pt/CGO)上CO吸附、CO/噻吩共吸附以及CO/H2S顺序吸附进行了研究,并与Pt/Al2O3催化剂进行了比较.CO吸附实验表明,1.6%Pt/CGO-800(800℃焙烧)上CO的红外特征吸收峰在2104cm-1,与1.6%Pt/Al2O3-500上CO的红外特征吸收峰(2070cm-1)相比,向高波数方向移动了34cm-1.1.6%Pt/CGO-600上出现两个CO特征吸收峰,主峰位于2108cm-1,肩峰位于2085cm-1.CO/噻吩共吸附实验表明,噻吩导致1.6%Pt/CGO-800上CO吸附的红外特征吸收峰红移至2090cm-1,峰强度略有降低;1.6%Pt/CGO-600上CO的红外特征吸收峰红移至2096cm-1且强度有所降低,同时肩峰消失.而1.6%Pt/Al2O3-500上CO的红外特征吸收峰明显减弱并红移至2040cm-1.CO/H2S顺序吸附实验表明,H2S导致Pt/CGO催化剂在2104和2108cm-1处的CO特征吸收峰轻微红移,峰强度略有降低,而H2S导致Pt/Al2O3完全丧失CO的吸附能力.原位DRIFTS表征结果表明,Pt/CGO催化剂上生成的强缺电子特性Pt颗粒具有很强的抗硫中毒能力,800℃焙烧有利于生成单一的抗硫中毒的强缺电子Pt金属位,使得1.6%Pt/CGO-800具有最佳的抗硫中毒性能.     

HC60CH2C6H5的结构及光谱的理论研究

用ＩＮＤＯ系列方法研究了由Ｃ６０＾２－制备的衍生物ＨＣ６０ＣＨ２Ｃ６Ｈ５的结构和ＵＶ光谱。结果表明，六元环上的１，２－异构体具有Ｃｓ对称性，１，４－异构体具有Ｃ１对称性。以优化构型为基础，计算两种加成产物的ＵＶ光谱，表明１，２－异构体的特征吸收与实验值相符；同时，对１，４－异构体的ＵＶ光谱进行了理论预测，对电子跃迁进行了理论指认，并分析了光谱红移的原因。     

2-(2′-羟苯基)苯并噁唑氨基衍生物电子结构和光谱性质的理论研究

采用量子化学方法优化了间位和对位2-(2′-羟苯基)苯并噁唑氨基取代衍生物(4-AHBO和5-AHBO)基态的第一单重激发态所有可能的稳定构型, 分析了这些异构体在不同溶剂中的相对稳定性. 利用含时密度泛函理论(TDDFT)的不同泛函, 计算了4-AHBO和5-AHBO各异构体在溶剂中的吸收与发射光谱, 考察了它们的电子结构和光谱特征. 结果表明, 4-AHBO(5-AHBO)的双荧光不是由同一种异构体发射的, 而是来源于不同异构体的发射: 长波区的荧光由酮式构型发射, 短波区的发射则可能由四种醇式异构体共同产生. 另外, 也解释了5-AHBO在质子溶剂中光谱异常的原因, 分析了不同氨基取代位和溶剂极性的变化对各异构体构型、光谱性质及电子结构的影响. 理论预测的光谱与实验结果一致.     

亚碘酰苯低聚物的结构与振动光谱18O-同位素效应的理论研究

应用LDA-PWC方法对亚碘酰苯低聚物HO-(PhIO)n-H (n＝1～10)(链末端以羟基结束)共10个模型分子进行了理论研究. 计算结果表明PhIO分子链大致呈“T”形, I—O链的两个I—O键键长非常接近, 同时发现I—O链产生扭转, 整个亚碘酰苯低聚物呈螺旋状结构. 应用B3LYP法得到HO-(PhIO)6-H更为精确的亚碘酰苯低聚物稳定构型, 平均I—O键长为0.2089 nm, 标准偏差为0.0007 nm. 理论计算表明在600～400 cm－1段, PhI18O的吸收峰向低波数方向移动, 与实验观测结果一致. 振动模式分析发现该段吸收峰均涉及氧原子, 18O同位素效应将降低各振动峰值的频率. 峰值移动最大的吸收峰为591/566 cm－1 (16O/18O), 与之对应的理论计算值为590.409/557.788 cm－1 (16O/18O), 属于对称伸缩振动ν(I—O—I). 吸收峰(443/436 cm－1)对应的理论计算值为460.627/439.158 cm－1 (16O/18O), 归属于不对称伸缩振动ν(I—O—I).     

含硫液体烃燃料水蒸气重整制氢II. Pt/Ce0.8Gd0.2O1.9 催化剂的原位DRIFTS表征

利用原位红外漫反射技术(DRIFTS)对抗硫中毒催化剂Pt/Ce0.8Gd0.2 O1.9(Pt/CGO)上CO吸附、CO/噻吩共吸附以及CO/H2S顺序吸附进行了研究,并与 Pt/Al2O3催化剂进行了比较. CO吸附实验表明, 1.6%Pt/CGO-800(800 ℃焙烧)上CO的红外特征吸收峰在 2 104 cm-1, 与1.6%Pt/Al2O3-500上CO的红外特征吸收峰(2 070 cm-1)相比,向高波数方向移动了34 cm-1. 1.6%Pt/CGO-600上出现两个CO特征吸收峰,主峰位于 2 108 cm-1, 肩峰位于 2 085 cm-1. C O/噻吩共吸附实验表明,噻吩导致1.6%Pt/CGO-800上CO吸附的红外特征吸收峰红移至 2 090 cm-1, 峰强度略有降低;1.6%Pt/CGO-600上CO的红外特征吸收峰红移至 2 096 cm -1 且强度有所降低,同时肩峰消失. 而1.6%Pt/Al2O3-500上CO的红外特征吸收峰明显减弱并红移至 2 040 cm-1. CO/H2S顺序吸附实验表明, H2S导致Pt/CGO 催化剂在 2 104 和 2 108 cm-1 处的CO特征吸收峰轻微红移,峰强度略有降低,而H2S导致Pt/Al2O3完全丧失CO的吸附能力. 原位DRI FTS表征结果表明, Pt/CGO催化剂上生成的强缺电子特性Pt颗粒具有很强的抗硫中毒能力, 8 00 ℃焙烧有利于生成单一的抗硫中毒的强缺电子Pt金属位,使得1.6%Pt/CGO-800具有最佳的抗硫中毒性能.     

杂多阴离子[GeMo12O40]4-α/β异构体的密度泛函研究

采用密度泛函方法，在DND基组水平上，对[GeMo12O40]^4-杂多阴离子最常见的α和β异构体进行了几何构型优化，得到了与X射线晶体衍射实验结果相一致的结构参数，并在此基础上进行了振动频率分析，得到了杂多阴离子的电子结构、热力学特性和振动光谱，通过定义α，β异构体异构化反应的Gibbs函变△Gα-β与温度的关系，研究了这两种异构体的相对稳定性．结果表明：低温时α异构体更稳定，高温时β异构体更稳定些，550K左右为转变点．振动频率分析得到2种异构体的最强峰位于4个频率位置，分别指认为vax(Mo-Od)，vas(Mo-Od)，vas(Mo-Oc-Mo)，vas(Ge-Oa)，vas(Mo-Ob-Mo)振动，与红外光谱(IR)的特征振动峰相对应，观察到了特征频率的振动模式，从理论计算角度说明了Rocchiccioli—Deltcheff关于振动模式的设想是合理的．     

C_(78)~n离子的Jahn-Teller畸变和电子光谱

用INDO系列方法对C78n(D3、D3h、D?h)进行系统研究,表明C78(D3)比C78(D3h、D?h)稳定,与理论计算及实验结果一致;且随n绝对值增大,C78n总能量升高;C78n(D3、D3h、D?h)异构体的部分离子发生了Jahn-Teller畸变.以优化构型为基础,用INDO/SCI方法首次计算了C78n的电子光谱,对电子跃迁进行理论指认,讨论C78n光谱的特征吸收与C78相比发生红移的原因.     

两种金属钌配合物异构体紫外-可见吸收光谱的理论计算

在B3LYP/LANL2DZ水平上优化了[(trpy)(pic)RuCl] (pic是皮考林离子; trpy为2,2’,2"-联三吡啶)顺反两种异构体的结构, 并用含时密度泛函方法(TD-DFT)计算了它们在乙腈溶液中的吸收光谱. 计算表明它们在可见光区都有较强的宽吸收带, 它们在可见光区吸收峰的位置分别为510.2和383.2, 522.5和398.4 nm处, 计算和实验结果在吸收峰的位置和相对强度上都是非常吻合的. 两种异构体的最低能量吸收带都具有MLCT/ILCT/LLCT性质, 在它们的配体上引入—COOH等极性基团则可能用于太阳光伏电池的光敏化剂.     

N8H8链状异构体结构与稳定性的理论研究

采用密度泛函理论(DFT), 在B3LYP/6-311＋＋G(d,p)基组上计算得到了21种N₈H₈链状异构体, 并研究了这些异构体间可能的互变异构情况. 为了得到更为精确的能量信息, 计算了QCISD(T)/6-311G(d,p)基组水平上各物质的能量. 所得的21种异构体分为4类(4种类型链状化合物): A为直链, B有一个支链, C有2个支链, D有3个支链; D类只有一种, A类稳定构型2种, B类稳定构型12种, C类稳定构型6种; 相对稳定的分别为: B2-1构型, B2-3构型和C23-2构型. 我们研究发现N₈H₈链状异构体中含有明显N＝N双键特征有利于化合物稳定性的提高.     

用密度泛函理论研究一种新型有机硅化合物异构体的振动光谱

在B3LYP/6-31＋G(d)的水平上, 对两种含有手性Si原子的新型有机硅单体Si₂(CH₃)₂H₂N₂(C₂H₅)₄和Si₄(CH₃)₄H₄N₂(C₆H₅)₂的几种异构体进行了研究, 在全参量几何构型优化的基础上, 进行了简谐振动频率计算, 同时对所研究的体系进行了热力学性质和低能激发态的含时密度泛函理论(TDDFT)计算. 理论计算表明, 构象异构体之间的红外光谱差异不大, 热力学和低能激发态性质也相似; 顺/反结构相似的异构体之间红外光谱差异不大, 但热力学和低能激发态性质却呈现差异; 旋光异构体或顺/反结构相差较大的异构体之间, 红外光谱和热力学及低能激发态性质有明显的差异. 从理论上解释了实验红外光谱中Si—H振动峰的裂分是由异构体的存在所致, 并找到裂分峰所对应的异构结构. Si—H键振动频率与其键长相关.     

C70S可能异构体的结构与稳定性的理论研究

分别用半经验的AMl，PM3及MNDO方法研究了富勒烯衍生物C70S的12种可能异构体的结构和稳定性．计算结果表明：S原子加成在4种6-6键上的稳定构型中，非赤道带6-6键加成的三个异构体为闭环结构，赤道带6-6键加成的一个异构体为开环结构；S原子加成在4种6-5键上均可产生开环和闭环两种稳定构型．加成在6-5双键的异构体其闭环构型更稳定，加成在6-5单键的异构体其开环构型更稳定．闭环异构体中S原子加成在碳球极处6-6键上的构型1，2最稳定，开环异构体中S原子加成在赤道带6-6键上的构型8最稳定．     

FC(O)SNCO的电子结构和光电离解离过程

由于拥有―C(O)S―和―NCO基团, FC(O)SNCO的分子和电子结构是非常有趣的. 利用FC(O)SCl和AgNCO制备了FC(O)SNCO,并利用HeI光电子能谱(PES)、光电离质谱(PIMS)以及理论计算研究了其分子和电子结构. 通过将实验、理论计算以及自然键轨道(NBO)分析结合起来, 获得了FC(O)SNCO的最稳定分子构型. 利用外壳层格林函数(OVGF)方法以及与相似化合物的比较, 对其光电子能谱进行了指认. 理论计算表明,对于中性分子最稳定的构型为syn-syn非平面构型, 而电离后的离子最稳定构型为syn-syn平面构型. 实验结果表明, 第一电离能来自于S的孤对电子轨道, 为10.33 eV. 第二至第六电离能分别为12.03、13.23、13.77、14.78、15.99 eV, 并对这些电离能进行了指认. 在光电离质谱中产生了六个质谱峰, 分别为SN⁺、FC(O)⁺、SNCO⁺、FC(O)SN⁺、C(O)SNCO⁺、FC(O)SNCO^+·, 其中FC(O)SNCO^+·的峰是最强峰. 结合HeI光电子能谱和理论计算, 对PIMS进行了分析,并研究了可能的电离和解离过程并对其进行了讨论.