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。     

Rg—HX(Rg=He,Ne;X=F,Cl,Br)分子间势的精确量子化学从头计算研究III.He—HBr

在用非迭代的三重激发项来校正CCSD的CCSD（T）理论水平下，采用aug-cc- pVQZ基函数对He—HBr的分子间势进行了系统的研究。结果表明：He—HBr以线型结 构存在。在极限基的情况下，复合物两种线型极小点结构He—H—Br和He—Br—H势 阱深分别为28.792 cm~(-1)和35.707 cm~(-1)，对应He原子到HBr分子质心的距离 R分别为0.407 nm和0.343 nm。讨论了不同的基函数和理论方法在研究此类弱束缚 态复合物的分子间势时的可靠性及其对结果的影响，同时也给出了热函数的解析形 式。     

甲醛与乙醛,甲醚,硝基甲烷相互作用的从头算研究

用6-31G、全构型优化,研究了甲醛与乙醛、甲醚、硝基甲烷的相互作用。结果表明所有超分子稳定构型都包含2个C—H—O氢键的平面环状结构。H—O距离为0.228～0.264 nm,作用能为—19～—24 kJ/mol,与二聚水的作用能接近。稳定性主要取决于甲基上取代基Y吸电子能力以及环状结构中氢键张力。STO-3G不很适用于研究这类分子的相互作用。     

分子CH_3NH=B:的结构及重排反应的理论研究

采用量子化学中的从头计算方法, 在MP2/6-31G(d,p)水平上研究了不饱和硼烯CH3NH=B:的结构及重排反应机理。结果表明, CH3NH=B:的单线态结构比三线态结构稳定, 该分子的基态是单线态。分子CH3NH=B:可以发生3种不同的重排反应。本文找到了这3种重排反应的过渡态, 并详细计算了不饱和硼烯CH3NH=B:重排反应的动力学函数, 据此讨论了不饱和硼烯CH3NH=B:的稳定性问题。     

双氮桥联1,10-菲咯啉大环化合物分子构型的从头算研究

应用规范不变原子轨道法(GIAO)在RHF/6-31G**和B3LYP/6-31G**水平上计算了质子化双氮桥联1,10-菲咯啉大环化合物(H4HAPP2+)C2h和C2h构型的1HNMR,并用TDDFT法计算了H4HAPP2+电子光谱.结果表明,B3LYP/6-31G*优化的C2h构型为较优构型,经谐振频率验证无虚频,C2h构型是H4HAPP2+合理的对称性构型.     

有机物对蝴蝶幼虫麻醉活性与结构参数的关系

应用量子化学HF/3-21G从头算法得到了20种有机分子的优势构象,利用HF/3-21G和分子图形学技术获得其电子结构参数和几何结构参数,并将这些参数与有机物对蝴蝶幼虫的麻醉活性相关联.结果表明,有机物麻醉活性与分子的范德华体积、分子最低空轨道能和分子偶极矩之间存在良好的多元线性相关性,成功地建立有机物对蝴蝶幼虫麻醉活性的构效关系式.     

Au(II)化合物[Au(CH2)2PH2]2X2 (X＝F, Cl, Br, I)的量子化学理论研究

采用从头计算HF, MP2方法和密度泛函理论, 对Au(II)系列化合物[Au(CH₂)₂PH₂]₂X₂ (X＝F, Cl, Br, I)的几何结构、电子结构和振动频率进行了研究. 研究表明Au的5d和6s电子参与Au—Au以及Au—X之间的成键. Au—Au, Au—X键强烈的电子相关作用使HF方法不适于该体系的研究, BP86和B3LYP两种泛函给出较大的Au—Au和Au—X键长, 而MP2方法和局域的密度泛函方法则给出了合理的结构参数. 局域密度泛函方法计算得到的Au—Au键和 Au—X键振动频率也与实验数据符合较好. 还运用含时密度泛函理论计算了[Au(CH₂)₂PH₂]₂X₂的电子激发能, 对分子在紫外-可见光谱范围内的电子跃迁进行了分析, 考察了卤素配体对激发能的影响, 并结合分子轨道能级的变化对此给予了解释.     

β-D-核糖（ RI）与一价、二价金属离子相互作用的理论研究

在HF和MP2水平用全电子(AE)和相对论有效芯势(RECP)方法研究了Ⅰa、Ⅰb、Ⅱa和Ⅱb族金属离子与β D 核糖(RI)的相互作用. 结果表明, RECP能可靠地用于重金属离子;二价金属离子(M2＋)比一价金属离子(M＋)更易使β D 核糖(RI)变形;二价金属离子络合物(RI M2＋)比一价金属离子络合物(RI M＋)稳定. 电荷布居分析的结果支持上述结论.     

硝酸甲酯分子间相互作用的DFT和ab initio比较

用密度泛函理论(DFT)和从头算(ab initio)方法,分别在B3LYP/6 31G和HF/6 31G水平上求得硝酸甲酯三种二聚体的全优化几何构型和电子结构,并用6 311G和6 311＋＋G基组进行总能量计算.对HF/6 31G计算结果进行MP4SDTQ电子相关校正.在各基组下均进行基组叠加误差(BSSE)和零点能(ZPE)校正求得结合能.对6 31G优化构型作振动分析并基于统计热力学求得200～600 K温度下单体和二聚体的热力学性质.详细比较两种方法的相应计算结果,发现DFT求得的分子间距离较短,分子内键长较长,所得结合能均小于相应ab initio计算值.     

羧甲基壳聚糖衍生物及其振动光谱的理论研究

用量子化学从头算STO 3G法研究了羧甲基壳聚糖及其衍生物的结构和稳定性，计算结果表明:1)壳聚糖单体经羧甲基化后，得到2种可能的产物，其中羧甲基在壳聚糖单体2位氨基上的取代产物较6位羟基上的取代产物稳定； 2)以羧甲基壳聚糖为母体经加成反应，得到羧甲基壳聚糖衍生物（2 羟基 3 丁氧基）丙基 羧甲基壳聚糖的2个异构体， 其中构型1更稳定.在优化构型的基础上，计算所得的构型1的振动光谱与实验结果相吻合.