甲苯定向硝化的理论研究

运用密度泛函理论(DFT)B3LYP方法，在6-31G~(* *)基组水平上，全优化计算 了硝酰阳离子NO_2~+对苯和从0-，m-,p-位进攻甲苯亲电取代硝化后应，求得4条反 应途径上包括反应物、过渡态和Wheland中间体共(4×3)12个反应驻点σ络合物的 分子几何、电子结构、能量和IR光谱等性质，阐明了反应中无同位素效应的实验事 实，求得各反应途径的活化能排序：p-＞o-＞PhH＞m-和σ络合物(R,TSak或INT)的 相对稳定化能排序：p-ArCH_3-NO_2~+＞o-ArCH_3-NO_2~+＞m-ArCH_3-NO_2~+＞ PhH-NO_2~+，从而阐明了甲基对苯环致活(或致钝)以及增加甲苯硝化络合物稳定性 的双重功能，对甲苯定向硝化的理论预示与实验结果相吻合。     

从渐近修正Kohn-Sham轨道计算电子相关化的分子间作用能项

对称性匹配微扰理论(symmetry-adapted perturbation theory, SAPT)能把总作用能分解成有物理意义的各作用能项, 是了解分子间力的基本手段. 本工作的开展是因为目前标准SAPT方法无法计算含能大体系的作用能项. 对于大体系而言, 基于Kohn-Sham轨道的SAPT(SAPT(DFT))具有高的计算效能, 但对作用能项的计算效果却不佳. SAPT(DFT)的缺陷产生于常用交换-关联势的错误渐近特性. 为了消除这些缺陷, 借助于van Leeuwen 和 Baerends(LB)模型势及Fermi-Amaldi (FA)类型势, 把两种渐近修正技术应用于三个供测试的二聚体小体系(He₂, HF₂和(N₂)₂)和一组处于不同分子间距的硝酰胺二聚体体系. 结果显示: 当使用新近发展的依频密度极化率(frequency-dependent density susceptibilities, FDDS)技术用于计算色散能时, FA渐近校正方案非常有效地克服了SAPT(DFT)中的缺陷, 并比LB校正具有更好的精度. 经FA校正的SAPT(DFT)方法能够正确地定量预测所有测试系统结合能的趋势, 并且与标准的SAPT相比, 大大减少了计算代价. 这个方法成功应用于硝酰胺二聚体表明: 此方法在精确计算更大的体系, 如含能体系的分子间力方面很有潜力.     

环己硅烷类液晶化合物的量子化学研究

运用AM1和PM3两种SCF-MO方法，通过能量梯度全优化计算，给出20种环己硅烷类（苯基乙烷系）液晶化合物的稳定几何构型、电子结构和基本性质．联系有机电子结构理论进行了细致的讨论．     

手性氨基醇催化的前手性芳酮的不对称还原反应

首次以天然D-樟脑的衍生物为原料, 合成了两个新型龙脑基氨基醇配体, 研究了它们与硼烷原位制备成手性噁唑硼烷后, 在不对称催化氢化还原前手性芳酮中的性能, 得到的手性仲醇的对映体过量(ee)值最高可达96%, 还考察了反应温度、时间、溶剂等因素对苯乙酮的不对称氢化还原的化学产率和光学收率的影响.     

苯并三氮唑及其羧酸酯衍生物对铜缓蚀机理的分子动力学模拟研究

用分子动力学(MD)方法, 模拟计算了5种铜缓蚀剂[苯并三氮唑(BTA)、苯并三氮唑-5-羧酸甲酯(MBTC)、苯并三氮唑-5-羧酸丁酯(BBTC)、苯并三氮唑-5-羧酸己酯(HBTC)、苯并三氮唑-5-羧酸辛酯(OBTC)]与Cu₂O晶体的相互作用. 结果发现, 中性条件下缓蚀剂分子与Cu₂O晶体的结合能均大于酸性条件下的数值, 但两种条件下结合能的大小排序均为OBTC＞HBTC＞BBTC＞MBTC＞BTA. 对体系各种相互作用以及对关联函数g(r)的分析表明, 体系结合能主要由库仑作用提供, Cu₂O晶体中的Cu原子与缓蚀剂分子中的N原子之间形成了配位键. 在与Cu₂O(001)晶面结合过程中, BTA及其衍生物分子发生了扭曲变形, 但形变能远小于体系的非键相互作用能.     

PETN基PBX结合能和力学性能的理论研究

PETN(季戊四醇四硝酸酯)是著名的硝酸酯类猛炸药,用量子力学(QM)、分子力学(MM)和分子动力学(MD)方法,计算模拟其与高聚物组成的PBX(高聚物粘结炸药)的结合能和力学性能.以AM1-MO法和MM方法取PETN与系列高聚物的尺寸匹配原子簇模型,经几何全优化计算,发现两种方法求得的结合能彼此线性相关.对PETN超晶胞及其与系列氟聚物组成的双组分PBX,实施COMPASS力场下的分子动力学(MD)周期性模拟,求得其弹性系数、拉伸模量、体模量、剪切模量和泊松比,发现添加少量高聚物确能有效改善炸药的力学性能.     

TATB固体与表面吸附水的相互作用研究

TATB（1，3，5-三氨基-2，4，6-三硝基苯）是最著名的耐热钝感炸药；水在 TATB表面的吸附作用研究具有理论和实用双重意义。在B3LYP/6-31G~（**）水平上 ，在对TATB晶体（001）表面作周期性计算的基础上经基组叠加误差（BSSE）校正 ，求得TATB的表面能为-19.90 kJ·mol~(-1)，与实验值良好相符；首次求得水在 TATB（001）面的吸附能为-10.25kJ·mol~(-1)；重点讨论了吸附前后能带和电子 结构的变化。     

室温固相反应一步合成N-亚水杨基-4-氨基安替比林

4-氨基安替比林与水杨酬醛通过室温固相反应合成N-亚水杨基-4-氨基安替比 林，反应无溶剂，15 min即可完成，产率达95%，用元素分析，IR，~1H NMR，X射 线粉末衍射和X射线单晶衍射对产物进行了表征。     

MeOH-H~2O-NaOAc体系(278.2~318.2K)的电导研究

本文测定了278.2~318.2K间的五个温度下七种浓度的NaOAc分别在10, 20,30, 40, 50, 60, 70, 80, 90及100%MeOH-H~2O体系中的摩尔电导Λ, 并应用FOS,Pitts, L-W, F-78等四个电导方程对实验数据进行了拟合处理, 得到了三个拟合参数Λ~O, K~Λ及R(或α)。最后, 对四个方程与实验的吻合程度, 温度、溶剂组成等对Λ~O、K~Λ的影响规律及溶质-溶剂相互作用进行了讨论。     

N-乙酸基马来酰亚胺及其聚合物的合成和量化计算

以马来酸酐和甘氨酸为原料, 采用两步法合成了N-乙酸基马来酰亚胺, 并用碱催化合成了其低聚物, 采用IR和¹HNMR对产物进行了表征. 在不同溶剂条件下, 采用量子化学方法在B3LYP/6-311g*和HF/6-311g*两种水平上, 计算了N-乙酸基马来酰亚胺及其低聚体的几何构型, 电荷分布, 振动分析及热力学函数.