铂配合物与DNA碱基对间相互作用的理论研究

用量子化学方法研究一系列Pt(II)配合物作用于嘌呤碱基N7位点后对Watson-Crick碱基对AT、GC的影响. 计算结果显示铂配体与碱基对AT、GC的作用以静电作用为主，同时极化作用也是影响GC碱基对的重要因素. 静电作用极大地增强了铂化嘌呤碱基与嘧啶碱基间的相互作用，而嘌呤碱基与嘧啶碱基间作用与未铂化碱基对作用相近. Pd(II) 和 Ni(II)的相关研究得到类似的结果. 碱基对间氢键作用“二阶微扰能”分析结果与氢键强弱变化一致.     

Cu(100)表面吸附HCN和HNC的密度泛函研究

采用密度泛函方法，以原子簇Cul4为模拟表面，对氢氰酸(HCN)和异氰酸(HNC) 在Cu(100)表面上不同吸附位的吸附情况进行了研究．结果表明：HCN和HNC分别通 过原子N和C垂直吸附在表面上时，顶位是其最佳吸附位，且是吸附能为18．5kJ· mol^-1和42．6kJ·mol^-1的弱吸附，计算结果与实验相符．C—N(HCN)键或N—C (NHC)键偏离垂直的分子轴线的吸附体系均不稳定．顶位吸附时HCN和HNC分子的C- N键振动频率均发生蓝移．     

缺陷TiO2(110)表面吸附NO从头算研究

应用量子化学从头算方法对ＮＯ在ＴｉＯ２表面发生吸附的四种吸附模型进行了榴型优化，能量计算及Ｍｕｌｌｉｋｅｎ布居分析。计算结果表明，吸附模型Ｍ２－２是ＮＯ在ＴｉＯ２表面发生吸附分解最为有利的模型。据此提出了ＮＯ在ＴｉＯ２表面吸附分解形成Ｎ２Ｏ的可能机理，认为吸附ＮＯ发生该分解反应的反应势垒较自由ＮＯ大大降低，从而催化该反应的发生。该机理与实验的推测一致。     

氰酸根桥联双核铜配合物磁构效关系的密度泛函研究

在密度泛函理论的框架下,采用对称性破损态方法,以{Cu2(C2H4N2)2(N, N-μ-NCO)2}2+为模型化合物,研究氰酸根EO方式桥联双核铜配合物的磁构效关系,进一步证实了通过CuNCu间的三中心d-p-dσ反键的超交换作用与磁偶合构效关系的本质联系. 计算了氰酸根桥联配合物磁交换偶合常数J与桥联角θ的关系,并与叠氮酸桥联配合物进行了比较.     

杂环反铂(Ⅱ)抗癌药物水解反应机理的DFT研究

用DFT-B3LYP方法和IEF-PCM溶剂化模型研究了反铂抗癌药物trans-[PtCl2(piperidine)(Am)](Am=2-picoline(1),3-picoline(2),4-picoline(3)),trans-[PtCl2(piperidine)(piperazine)](4),trans-[PtCl2(pipera-zine)2](5)and trans-[PtCl2(iminoether)2](6)的水解过程.水解反应是药物与DNA靶分子作用的关键活化步骤.全优化和表征了一水解和二水解反应经由一般的SN2路径过程所有物种的势能面稳定点.结果发现反应过程遵循已经建立的平面正方形配合物的配体取代反应理论,即取代反应通常通过一个三角双锥过渡态结构的铂配体交换反应发生.得到的过渡态结构与以前的相关工作一致,所有反应都是吸热反应;所有体系的二水解能垒都高于一水解.与顺铂相比,这些配合物都有更快的水解反应速率;并与以前类似的反铂配合物的研究做了比较.研究结果提供了这些配合物水解反应过程的详细能量变化,对理解药物与DNA靶分子的作用机理和新型反铂抗癌药物的设计有帮助.     

3,4-二硒方酸芳香性和气相酸性的理论研究

在ＲＨＦ／６－３１１Ｇ水平优化得到３,４－二硒方酸（３,４－二氢硒基－３－环丁烯－１,２－二酮）３ 种平面构象异构体的平衡几何构型。进一步用ＭＰ２（ｆｕｌｌ）／６－３１１Ｇ／／ＲＨＦ／／６－３１１Ｇ方法计算单点能量,发现ＺＺ型异构体是能量最低构象,且ＺＺ和ＺＥ型能量非常接近。用优化的最稳定构象ＺＺ型异构体在ＲＨＦ／６－３１１Ｇ／／ＲＨＦ／６－３１１Ｇ、ＲＨＦ／６－３１１＋ Ｇ／／ＲＨＦ／６－３１１＋ Ｇ、ＭＰ２（ｆｕｌｌ）／６－３１１＋ Ｇ／／ＲＨＦ／６－３１１＋ Ｇ 和Ｂ３ＬＹＰ／６－３１１＋ Ｇ／／Ｂ３ＬＹＰ／６－３１１＋ Ｇ水平计算其气相酸性（ΔＧ°）和同键反应芳香性稳定化能（ＨＡＳＥ）。用基团加和法（ｇｒｏｕｐ ｉｎｃｒｅｍ ｅｎｔ ａｐ－ｐｒｏａｃｈ ） 在 ＲＨＦ／６－３１１ ＋ Ｇ／／ＲＨＦ／６－３１１ ＋ Ｇ 和 Ｂ３ＬＹＰ／６－３１１ ＋ Ｇ／／Ｂ３ＬＹＰ／６－３１１＋ Ｇ水平计算其磁化率增量（Λ）。计算结果指出标题化合物的同键反应芳香性稳定化能和磁化率增量均为负值,表明它具有芳香性,实现了标题化合物芳香性的几何、能量和磁性的判定。     

1, 2-二硒方酸气相酸性和芳香性的理论研究

在RHF/6-311G^*^*水平优化得到1,2-二硒方酸(3,4-二羟基-3-环丁烯-1,2-二硒酮)三种平面构象异构体的平衡几何构型。进一步用MP2(full)/6-311G^*//RHF/6-311G^*^*方法计算三种异构体的单点能量,发现ZZ型异构体是能量最低构象,且ZZ和ZE型能量非常接近。用优化的最稳定构象ZZ型异构体在RHF/6-311G^*^*//RHF/6-311G^*^*,RHF/6-311+G^*^*//RHF/6-311+G^*^*,MP2(full)/6-311+G^*^*//RHF/6-311+G^*^*和B3LYP/6-311+G^*^*//B3LYP/6-311+G^*^*水平计算其气相酸性[ΔGⅲ~(~2~9~8~K~)]和同键反应芳香性稳定化能(HASE)。用基团加和法(groupincrementapproach)在RHF/6-311+G^*^*//RHF/6-311+G^*^*和B3LYP/6-311+G^*^*//B3LYP/6-311+G^*^*水平计算其磁化率增量(Λ)。计算结果指出标题化合物的键长发生了平均化,同键反应芳香性稳定化能和磁化率增量均为负值,表明它具有芳香性,实现了标题化合物芳香性的几何、能量和磁性的判定。     

3,4-二硫方酸芳香性和气相酸性的理论研究

在RHF/6-311G^**,RHF/6-311+G^**和B3LYP/6-311+G^**水平优化得到3,4-二硫方酸(3,4-二巯基-3-环丁烯-1,2-二酮)三种平面构象异构体的平衡几何构型.用MP2(Full)/6-311G^**//RHF/6-311G^**方法计算单点能量,发现ZZ型异构体是能量最低构象,且ZZ和ZE型能量非常接近.用优化的最稳定构象ZZ型异构体在RHF/6-311G^**//RHF/6-311G^**,RHF/6-311G^**//RHF/6-311G^**,MP2(Full)/6-311G^**//RHF/6-311G^**和B3LYP/6-311G^**//B3LYP/6-311G^**水平计算其气相酸性(ΔG⁰)和同键反应芳香性稳定化能(HASE).用基团加和法(Group Increment Approach)在RHF/6-311G^**//RHF/6-311G^**和B3LYP/6-311G^**//B3LYP/6-311G^**水平计算其磁化率增量(Λ).计算结果表明,标题化合物的同键反应芳香性稳定化能和磁化率增量均为负值,表明它具有芳香性,实现了标题化合物芳香性的几何、能量和磁性的判定.     

二维材料力学行为的压痕测试

准确了解二维材料的力学性能对于推动其应用具有重要意义,无基底压痕技术是目前最广泛采用的二维材料力学性能测试方法之一,本文综述了二维材料压痕研究的最新进展以及所面临的问题,并对将来的研究工作进行了展望.无基底压痕技术是将二维材料转移到带有沟槽或柱形孔的基底上,制备二维材料"梁"和"鼓"模型,然后利用原子力显微镜测量其在压针作用下的载荷–位移关系,最后通过基于连续介质薄膜导出的压痕响应分析模型拟合实验结果,估算出二维材料的弹性模量和本征强度.由于二维材料的厚度远小于连续介质薄膜,来自于压头以及基底孔侧壁的范德华力对二维材料的压痕响应具有显著影响,造成二维材料与传统压痕分析模型中的基本假设不符,导致不能准确预测二维材料的弹性模量;另外,由于传统压痕模型无法准确描述二维材料在大变形下的非线性行为,以及由缺陷等引起的应力集中,导致由压痕测试表征的二维材料(特别是多晶二维材料)本征强度具有较大的偏差.因此,一方面需要正确了解由压痕技术获得的二维材料力学性能,另一方面还需对目前的研究方法做进一步的改进和完善.     

C_4O_4~(m-)(m=0,1,2,3,4)的从头算研究——2.化学键、电离势和振动频率

在第1报优化的几何构型的基础上,用Boys定域化方法和QSU90程序计算了C_4O_4~(m-)(m=0,l,2,3,4)的定域化分子轨道,讨论了其成键特征和电离势.在6-31G水平用ad initio解析方法计算它们的谐振动频率.