硝基芳烃对圆腹雅罗鱼毒性的DFT研究

对30种硝基芳烃化合物进行DFT-B3LYP/6-311G**水平全优化计算, 据所得量子化学参数分类建立了硝基苯类和硝基苯胺类化合物对圆腹雅罗鱼急性毒性(－lgEC₅₀)的定量构效关系(QSARs)模型. 结果表明, 硝基苯类化合物的毒性主要由硝基基团的电荷(Q_-NO2)和前线轨道能级差(ΔE)决定; 硝基苯胺类化合物的毒性则由分子最低未占轨道能级(E_LUMO)和ΔE决定. 苯环上取代基的类型、数目和取代位置直接影响到标题化合物的毒性大小, 强吸电子基如硝基会降低Q_-NO2和E_LUMO大小, 使化合物毒性增强, 且邻对位硝基取代的毒性高于间位取代; 相反, 给电子基团氨基的存在则会使化合物的毒性降低. 总之, 硝基是这两类化合物致毒的主要基团, 将硝基包覆或还原为氨基应为此类化合物解毒的重要途径. 最后以1,4-二硝基苯为例, 模拟了其活性亚硝基中间产物与蛋白质中还原性巯基间的反应, 并将其与硝基苯和1,3-硝基苯的反应活化能进行了比较, 讨论了不同取代基数目和位置对分子活性的影响, 结果与QSAR模型分析一致, 进一步验证了硝基芳烃化合物的致毒历程, 研究结果对品优高能炸药的分子设计也有助益.     

苯并氧化呋咱稳定性和异构化的DFT和ab initio研究

运用B3LYP/6-31G(d)密度泛函理论（DFT）方法对苯并氧化呋咱、邻二亚硝基苯及其间的异构化反应进行了计算研究。结果表明,苯并氧化呋咱的分子总能量比邻二亚硝基苯的低;由苯并氧化呋咱异构为邻二亚硝基苯的正向反应活化能（Ea+=51.0kJ/mol）,与文献实测值（58.6kJ/mol）较接近,而其逆向反应活化能（Ea-=4.6kJ/mol）很小,从而揭示了苯并氧化呋咱比邻二亚硝基苯更稳定·此外,进行了HF/3-21G、HF/6-31G(d)和MP2/6-31G(d)//6-31G(d)水平下相应的计算,发现B3LYP-DFT的结果较abinitio为优。谐振动频率的B3LYP/6-31G(d)计算还支持了邻二亚硝基苯为苯并氧化呋咱“自-自”互变重排反应的中间体。     

Cl+F2→ClF+F和F+ClF′→ClF+F′反应机理的密度泛函理论研究

用密度泛函理论（ＤＦＴ）Ｂ３ＬＹＰ方法,在６－３３１Ｇ＊基组下,计算研究了反应Ｃｌ＋Ｆ２→ＣｌＦ＋Ｆ和对称反应Ｆ＋ＣｌＦ’→ＣｌＦ＋Ｆ’的机理。求得前者的过渡态为三角形,活化能为１５．５７ｋＪ·ｍｏｌ＾－１;后者的过渡态为线形和三角形,活化能分别为１１．５２和１９６．２５ｋＪ·ｍｏｌ＾－１。结果均经过振动分析和ＩＲＣ计算验证。     

四唑及其衍生物的理论研究Ⅷ: 硝氨四唑衍生物的从头算

运用从头计算法,在HF/6-31G^*水平下,全优化计算了7种硝氨四唑衍生物的分子几何和电子结构。结果表明,标题物的四唑环近似为平面构型;2H式中性分子的芳香性大于相应的1H式异构体。5-硝氨-1H四唑分子内氢键使硝氨基与环共面;其余标题物中硝氨基与环垂直。不同水平下的总能量计算表明,标题物中电子相关效应显著;1H式中性分子较2H式的能量高,5-硝氨四唑负离子在三个负离子中最稳定。根据电荷分布阐明了四唑环质子化位置和标题物与金属的配位方式。此外还计算了各标题物的红外光谱及热力学性质。     

伯硝胺酸催化分解动力学的理论研究

用SCF-MO AM1方法全优化计算了伯硝胺化合物(RNHNO~2, R=Me, Et, Pr^i,Bu^t和CH~2CO~2H)的几何构型和电子结构, 并求得15个反应的过渡态和活化能 . 分析静态结构和动力学特征, 发现取代基(R)供电性愈强, 标题物的酸催化分解速率愈大, 即相对速率为R=Bu^t＞Pr^i＞Et＞Me＞CH~2CO~2H; 溶剂化效应将降低标题物质子化过程的活化能, 有利于加速酸催化分解。     

氟、氯和甲基取代丁二酰亚胺的结构、红外光谱和热力学性质的密度泛函理论研究

用密度泛函理论(DFT)的B3LYP方法(6-31G^*基组),计算研究了丁二酰亚胺(SIM)的氟、氯和甲基取代物(SIMF,SIMCl和SIMMe)的几何构型、电子结构、红外光谱和热力学性质,讨论了取代基效应.结果表明,SIMF和SIMCl均为平面构型,SIMMe接近平面构型.羰基伸缩振动频率(νC=O)均分裂为两个谱带,低频带出现在1734～1771cm^-1,高频带出现在1792～1822cm^-1,且前者强于后者.与SIM相比,吸电子基(F和Cl)使νC=O和偶极矩增大,推电子基(CH₃)的影响正相反.由校正频率计算了298～800K温度范围的热力学性质熵(S°)和热容(C_p°).     

卵形钢弹对铝合金靶板侵彻问题的数值模拟

 基于球形空穴膨胀理论（SCE），采用ABAQUS有限元商业软件并结合其子程序的二次开发功能对钢弹侵彻金属靶进行3D有限元数值模拟。根据空穴膨胀理论，靶体对侵彻弹体的影响可以用一个作用在弹体表面的力函数代替，这样在进行数值模拟时就无须划分靶体网格，也避免了复杂的接触问题，从而使模拟大大简化。模拟所用卵形弹为VAR 4340钢弹，靶体为6061-T6511铝合金。模拟过程中考虑到弹体的可变形性和入射时的微小偏航角等实际情况，并且考虑到了弹身在运动过程中和靶体的接触分离效应。所得模拟结果与文献中的实验结果进行了比较，发现模拟结果与实验结果吻合得很好，并得到了一些有意义的推论。     

粘结单元在模拟FRP层合板低速冲击响应中的应用

纤维增强树脂基复合材料层合板（fibre reinforced plastic composites，FRP）在航空、航天、交通、造船等诸多工程中得到了日益广泛的应用，而其在冲击载荷下的响应和破坏特别是分层一直为学术界所关注。本文中对FRP层合板在冲击载荷下的响应和破坏进行数值模拟，并通过引入粘结层重点研究其分层破坏。首先，介绍一种基于改进的粘结区域方法的粘结层损伤模型；其次，详细介绍了有限元模型建模过程和建模细节；最后，对有限元模型进行验证，并分析分层损伤发生的原因。模拟结果表明，该模型不仅能准确预测FRP层合板在低速冲击载荷下的载荷-时间曲线和载荷-位移曲线，还能成功地预测其分层破坏。     

有机化学创新设计性实验*——氨基酸催化的不对称Aldol反应

氨基酸催化的不对称Aldol反应是不对称催化领域的一个研究热点,将其转化为设计性创新实验并面向化学院三年级学生开设。通过对反应底物、催化剂、溶剂等不同反应条件的探索,加深学生对手性、烯胺催化等概念、机理的理解,培养学生的科研能力及创新能力。     

消球差特宽角椭球面聚光镜的设计及其样板和模子的制作

<正> 二次非球面(抛物面、椭球面和双曲面)透镜或反光镜在一定的使用条件下均能制成无球差光学零件,在一些光学仪器中已被广泛的采用。但以单透镜做聚光镜,它聚焦的光锥角通常是不够大的,在某些场合下不符合使用要求,为此需用高次非球面去解决,不过高次非球面的样板和磨制模子的制作都比较困难,因此我们设计了一种消球差的椭球面聚光镜来代替消球差的高次非球面聚光镜。现把这种聚光镜的设计、样板和模子的制作一一分述如下: 一、设计令椭球面子午截面(在xy平面内)的椭圆方程式为: