锰（Ⅲ）5,10,15-三（五氟苯基）-Corrole配合物的DFT计算

在6-31G*水平上采用DFT(UB3LYP)方法对锰(Ⅲ)5,10,15-三(五氟苯基)-corrole[(TPFC)MnⅢ]及其咪唑轴向配位加合物(TPFC)MnⅢ(Im)进行了几何结构全优化.计算结果表明,咪唑的配位作用不会改变其基态的高自旋(s=2)特性.(TPFC)MnⅢ与咪唑配位形成轴向加合物后,其中心金属Mn原子偏离平面结构,与corrole大环N4平均平面的距离达到0.02734 nm.NBO分析显示(TPFC)MnⅢ和(TPFc)MnⅢ(Im)中心金属锰的电子组态为(dxz)1(dyz)1(dz2)1(dx2-y2)1(dxy)0(TPFC)MnⅢ(Im)前线分子轨道能级明显上升,从其β-(LUMO+3)轨道可见咪唑配位N原子的py轨道与中心金属Mn原子撕道形成了d-pπ轨道.TD-DFT计算发现,(TPFC)MnⅢ和(TPFC)MnⅢ(Im)电子光谱Q带的"四轨"特征比B带明显;(TPFC)MnⅢ的CT带主要源自β-(HOMO-1)→β(LUMO+5)和β-HOMO→β-(LUMO+4)的跃迁,(TPFC)MnⅢ(Im)的CT带则主要源自β-(HOMO-1)→β-(LUMO+3)和β-HOMO→β-(LUMO+4)的跃迁.     

Theoretical Investigation on the Second-order Nonlinear Optical Properties of Chiral Amino Acid Zinc（Ⅱ） Porphyrins

Static second-order nonlinear optical effects of amino acid zinc(Ⅱ) porphyrins 1, 2,3 and 4 were calculated by the TDHF/PM3 method based on the molecular structures optim.zed at the semiempirical PM3 quantum chemistry level, showing due to the cancellation of symmetric center, these amino acid zinc(H) porphyrins exhibit second order nonlinear optical response. The analysis of β components indicated that these amino acid zinc(Ⅱ) porphyrins are of multipolarizabilities, and they may be ascribed as the “mixture” of octupolar and dipoar molecules with ||βJ=3||/||βJ=1||≈5. It is found that there are no significant differences between the static β values of non-chiral and chiral amino acid zinc(Ⅱ) porphyrins. However, the βxyz component, which is quite important to quadratic macroscopic X^(2) susceptibility of chiral material, is increased significantly with the increase of side chain group of amino acids.     

A3型Corrole中位取代基对其β位^1H-NMR的影响

采用密度泛函(DFT)方法对八个中位有不同取代基的A3型corrole进行了几何结构优化和核磁共振(NMR)理论计算.几何优化结果显示5,10,15-三苯基corrole的两个环内NH异构体的中位苯环空间排布方向不同.此外,虽然A3型corrole两个环内NH异构体A和B的能量相差不大,但A和B分子的Boltzman分布概率却有较大的不同,且受取代基影响很大. 因而在计算NMR时必须对A和B异构体的理论化学位移做Boltzman统计平均处理.NMR计算结果表明,在B3LYP/6.311+G(2d,p)//B3LYP/6-31G(d,p)水平下可以得到较为合理的corrole的1H-NMR化学位移结果.β-位氢的化学位移与取代基Hammett常数σ-p的大小成正比关系.此外,由于corrole大环的低对称性,取代基对不同位置β-位氢的NMR影响程度不同,其β-位氢化学位移的大小和顺序与中位取代基的电子效应和corrole的立体结构因素有关.     

手性联萘桥联双卟啉的电子光谱与二阶非线性光学性质

在6-31G(d,p)水平上用B3LYP方法对手性联萘桥联双卟啉系列分子进行几何构型优化. 用半经验ZINDO/S方法计算了这些分子的电子光谱, 结果表明手性联萘桥联双卟啉中两个卟啉生色团之间存在强的激子耦合作用, B带的Davydov分裂大小与两个卟啉环的相对取向以及卟啉环中心之间距离有关. 用ZINDO/SOS方法计算了分子的一阶超极化率. 卟啉环上引入推/拉电子基团可以有效地提高手性联萘桥联双卟啉的二阶非线性光学系数. 一阶超极化率的大小与双卟啉中推/拉电子基团的空间排列方式有关. 一阶超极化率的提高不仅与分子激发态与基态偶极矩差增大有关, 还和基态偶极矩与激子耦合激发态跃迁矩矢量的相对取向密切相关.     

金属锰Corrole的脱金属研究

合成了中位带有不同取代基的锰corrole配合物1-Mn, 2-Mn, 3-Mn, 4-Mn,并研究了其酸解和还原脱金属特性。结果表明取代基的性质对脱金属产率有很大的影响。缺电子金属锰corrole的酸解脱金属产率比富电子金属锰corrole高,而还原脱金属产率的顺序则正好相反。     

锰(III)5,10,15-三(五氟苯基)-Corrole配合物的DFT计算

在6-31G*水平上采用DFT(UB3LYP)方法对锰(III)5,10,15-三(五氟苯基)-corrole [(TPFC)MnIII]及其咪唑轴向配位加合物(TPFC)MnIII(Im)进行了几何结构全优化. 计算结果表明, 咪唑的配位作用不会改变其基态的高自旋(s=2)特性. (TPFC)MnIII与咪唑配位形成轴向加合物后, 其中心金属Mn原子偏离平面结构, 与corrole大环N4平均平面的距离达到0.02734 nm. NBO分析显示(TPFC)MnIII和(TPFC)MnIII(Im)中心金属锰的电子组态为(dxz)1(dyz)1(dz2)1(dx2-y2)1(dxy)0. (TPFC)MnIII(Im)前线分子轨道能级明显上升, 从其β-(LUMO+3)轨道可见咪唑配位N原子的py轨道与中心金属Mn原子dyz轨道形成了d-pπ轨道. TD-DFT计算发现, (TPFC)MnIII和(TPFC)MnIII(Im)电子光谱Q带的“四轨”特征比B 带明显; (TPFC)MnIII的CT带主要源自β-(HOMO-1)→β-(LUMO+5)和β-HOMO→β-(LUMO+4)的跃迁, (TPFC)MnIII(Im)的CT带则主要源自β-(HOMO-1)→β-(LUMO+3)和β-HOMO→β-(LUMO+4)的跃迁.     

氨基酸桥联手性双卟啉的二阶非线性光学性质研究

采用半经验量子化学PM3方法对系列氨基酸桥联双卟啉1, 2, 3, 4及其锌配合物进行了几何结构优化, 并用TDHF/PM3方法计算了其静态二阶非线性光学系数. 计算结果表明, L型-氨基酸桥联双卟啉及其锌配合物具有右手螺旋结构特征. 在电偶极近似下, 不同手性氨基酸侧链基团R对分子的总体二阶非线性光学系数β和βHRS的影响不大, 但对二阶非线性光学系数的手性分量βxyz却有显著影响. βxyz与螺旋结构参数r2ζ/L4成正比关系, 符合手性分子二阶非线性光学响应的单电子螺旋模型理论. β张量分析表明, 此类分子表现为以八极为主、 偶极为辅的多极分子, 卟啉环与锌离子的配位有利于增加二阶非线性光学响应的偶极分量和手性分量βxyz.     

A3型Corrole中位取代基对其β位1H-NMR的影响

采用密度泛函(DFT)方法对八个中位有不同取代基的A3型corrole进行了几何结构优化和核磁共振(NMR)理论计算. 几何优化结果显示5,10,15-三苯基corrole的两个环内NH异构体的中位苯环空间排布方向不同. 此外, 虽然A3型corrole两个环内NH异构体A和B的能量相差不大, 但A和B分子的Boltzman分布概率却有较大的不同, 且受取代基影响很大. 因而在计算NMR时必须对A和B异构体的理论化学位移做Boltzman统计平均处理. NMR计算结果表明, 在B3LYP/6-311+G(2d,p)//B3LYP/6-31G(d,p)水平下可以得到较为合理的corrole的1H-NMR化学位移结果. β-位氢的化学位移与取代基Hammett常数σ+P的大小成正比关系. 此外, 由于corrole大环的低对称性, 取代基对不同位置β-位氢的NMR影响程度不同, 其β-位氢化学位移的大小和顺序与中位取代基的电子效应和corrole的立体结构因素有关.     

三苯基Corrole及其铜配合物的π-π堆积效应研究

Aggregation behavior of 5,10,15-tris(pentafluorophenyl)corrole (F₁₅TPC), 5,10,15,20-tetra(pentafluoroph-enyl)porphyrin (F₂₀TPP), and their copper complexes in DCM solution were investigated by using UV-Vis spectro-scopic method. F₂₀TPP and F₂₀TPPCu exhibited strong π-π stacking interactions in DCM, and the intermolecular dimerization constants turned out to be 1.82 × 10³ and 17.2 × 10³ L·mol^-1 respectively. However, extinction coefficients of F15TPC and F15TPCCu at soret band remained unchanged with increasing in their concentrations from 1.0 to 40.0 μmol·L^-1, indicating they remained monomeric in DCM solution. Based on DFT calculation and the π-π stacking geometries observed in crystal structures of metal octaethylcorrole complexes, destroy of π-π interactions in F₁₅TPC and F₁₅TPCCu may be understood by the electrostatic potential surfaces (EPS) features of the molecules and steric repulsions caused by the introducing of three phenyl at the meso- positions of corrole macrocycle.     

Corrole光敏剂在光动力治疗中的重原子效应

最近, 我们合成了一系列Corrole衍生物, 经过鼻咽癌(Nasopharyngeal carcinoma,NPC) 细胞的体外PDT试验后, 筛选出了一个具有优良PDT活性的Corrole光敏剂. 本文报道该类Corrole光敏剂在PDT中的重原子效应.