1,3-二(1-二茂铁磺酰基-2-苯并咪唑)丙烷的合成、单晶结构和量子化学研究

合成了新型的1,3-二(1-二茂铁磺酰基-2-苯并咪唑)丙烷(BFBP).用红外光谱、核磁、质谱和X射线单晶衍射对其结构进行了表征.该晶体结构属正交晶系,空间群为Pnma,晶胞参数为:a=1.30079(13)nm,b=2.9627(3)nm,c=1.01257(10)nm,y=3.9023(7)nm3,Dc=1.49...     

Li(NTO)(H2O)2的热分解行为及其结构与性质的关系研究

摘要在水中合成了3-硝基-1，2，4．三唑-5-酮(NTO)的锂盐Li(NTO)(H2O)2，利用DSC，TG／DTG和IR方法研究了其金属配合物的热分解机理，并用Kissinger法、Ozawa法、积分法和微分法对标题配合物进行了非等温动力学研究，得到了热分解反应的动力学参数，确定了热分解第一阶段的动力学方程及配合物的热爆炸临界温度(Tb)为289．33℃．采取RHF／6-31G，DFT-RB3LYP／6-31G方法对标题化合物进行了几何全优化，并对其成键情况、电荷分布和化合物的稳定性进行了分析．     

通过红外光谱结合化学计量学方法研究奥克托今的合成机理

通过红外(IR)光谱在线监测醋酐法合成奥克托今(HMX)的反应过程, 采用渐进因子分析(EFA)结合多元曲线分辨-交替最小二乘法(MCR-ALS)以及直观推导式演进特征投影法(HELP)等化学计量学方法对反应过程的光谱数据矩阵进行解析, 获得了各组分浓度变化曲线和对应的IR光谱; 并采用密度泛函理论(DFT)的B3LYP方法, 在6-31G^*基组水平上得到该化合物的全优化结构, 在振动分析的基础上求得体系的振动频率和IR光谱. 通过对比发现, MCR-ALS和HELP法可得出相互验证的一致结论; 将通过量子化学计算的中间体的IR光谱特征吸收峰与2种方法进行比较, 结果吻合, 从而推导出合理的反应机理. 实验结果表明, 化学计量学方法结合在线红外光谱是研究反应机理的有效手段, 对反应路线的选择具有指导意义.     

双收缩CI方法及其应用

提出了一种近似的基于空穴-粒子对称的双收缩CI方法. 该方法一般能使组态数减少3个数量级, 计算时间减少一个数量级. 通过一系列比较计算, 表明该方法能够重现非收缩CI计算结果, 并达到了理想的计算精度.     

环己烷的热裂解机理

用Gaussian 98程序包中AM1法和DFT方法,对液相沉积法制碳/碳（C/C）复合材料的碳源化合物环己烷的热解机理做了量子化学理论研究.通过对化合物6种可能的热裂解路径的热力学和动力学计算,找到了环己烷热裂解的主反应路径.结果表明：(1) AM1与DFT计算均显示,断裂C－C键,最终生成乙烯和2 丁烯的反应通道是环己烷的主要裂解通道,与质谱数据吻合; (2) 除主反应路径外,余下的由易到难生成化合物的顺序为甲基环戊烷 >环己烯 >4 甲基环戊烯 >1,3 丁二烯; (3) AM1方法可以很好地推测较大分子体系的热裂解机理,而DFT方法计算的热力学量更接近实验数据.     

9-氯-9-硼芴与NaBH4反应的理论研究

采用密度泛函理论研究了9-氯-9-硼芴与NaBH₄反应的机理, 优化得到了10个中间体和12个过渡态, 并确定了可能的反应通道. 计算结果表明: 主反应通道包含了6个中间体和5个过渡态, 决速步活化能为80.35 kJ•mol^－1, 9-硼芴并非反应势能面上最稳定的中间体. 解释了实验上不能成功分离出稳定中间体9-硼芴的原因.     

3-硝基-1，2，4-三唑-5-酮二甲胺盐（CH3）2NH2^＋C2N4O3H^-的合成、晶体结构和量子化学研究

利用3-硝基-1，2，4-三唑-5-酮(NTO)的乙醇溶液与二甲胺的水溶液合成了 NTO的二甲胺盐(CH_3)_2NH_2~+C_2N_4O_3H~-，在二甲基甲酰胺(DMF)和甲醇的混合 溶剂（体积比为1:5）中培养出单晶。通过X射线单晶结构分析法测定分子结构和晶 体结构，晶体属单斜晶系，空间群为P2(1)/c，晶胞参数为：a=0.7116(1)nm, b=0. 8735(2) nm, c=1.3160(3)nm, β=101.12(2) °,V=0.8026(3)nm~3, D_c=1.450 g/cm~3, Z=4, F(000)=368。采取HF/6-31+G(d)和MP2/6-31+G(d)以及B3LYP/6- 31+G(d)方法对标题化合物进行了几何全优化，并对其成键情况、原子净电荷分布 及化合物的稳定性进行了分析。     

NO_2,OH和OH~-对环四甲撑四硝胺初始热解的影响

在密度泛函理论的(DFT)B3LYP/6-31g(d)水平上,优化得到了环四甲撑四硝胺(β-HMX)及其与高氯酸铵(AP)裂解产物NO2、OH及OH-分别形成复合物的各种稳定构型,计算了β-HMX及各复合物中最弱的N—NO2键解离能.结果发现:β-HMX与NO2、OH结合后构型变化不是很大,但对称性降低;β-HMX与OH-结合后,HMX构型发生较大变化,原有的对称性明显遭到破坏.计算表明:NO2易与HMX骨架环上亚甲基(—CH2—)中的H作用,"置换"出H而引发HMX的热解,从而改变了HMX的初始分解通道;OH对HMX的N—NO2键解离影响不大,而OH-与β-HMX结合后其N—NO2键解离能比β-HMX降低近200kJ.mol-1,表明OH-对其裂解有明显的促进作用.NO2、OH-的存在可使HMX的分解温度大大降低.     

NO2, OH和OH-对环四甲撑四硝胺初始热解的影响

在密度泛函理论的(DFT)B3LYP/6-31g(d)水平上, 优化得到了环四甲撑四硝胺(β-HMX)及其与高氯酸铵(AP)裂解产物NO2、OH及OH-分别形成复合物的各种稳定构型, 计算了β-HMX及各复合物中最弱的N—NO2键解离能. 结果发现: β-HMX与NO2、OH结合后构型变化不是很大, 但对称性降低; β-HMX与OH-结合后, HMX构型发生较大变化, 原有的对称性明显遭到破坏. 计算表明: NO2易与HMX骨架环上亚甲基(—CH2—)中的H作用,“置换”出H而引发HMX的热解, 从而改变了HMX的初始分解通道; OH对HMX的N—NO2键解离影响不大, 而OH-与β-HMX结合后其N—NO2键解离能比β-HMX降低近200 kJ·mol-1, 表明OH-对其裂解有明显的促进作用. NO2、OH-的存在可使HMX的分解温度大大降低.     

苯乙烯基-β-萘噻唑染料电子光谱的含时密度泛函研究

对苯乙烯基-β-萘噻唑染料系列用量子化学密度泛函方法(DFT)在B3LYP/6-31g水平上进行了几何构型全优化, 探讨了苯环对位上不同的取代基CH₃, OCH₃, N(CH₃)₂, 3,4-OCH₂O, NO₂等对分子电荷转移、前线轨道能量和电子光谱等性质的影响规律, 在此基础上采用含时密度泛函方法(TD-DFT)计算了分子第一激发态的电子跃迁能, 得到最大吸收波长λ_max. 计算结果表明, 上述5种取代基的引入, 均导致最大吸收波长红移. 与实验λ_max结果相比, 理论计算最大相对偏差为0.0501, 最小相对偏差为0.0085.