(CH_3)_3NH~+胺碱金属分子设计及非线性光学性质的理论研究

在MP2/6-311+g(d)水平下,设计和理论研究了六个胺碱金属分子(CH_3)_3NHM(M=Li,Na,K,Li_3O,Na_3O,K_3O)的结构及非线性光学性质(NLO)。结果显示:分子的电子云均是弥散松束缚的,均产生了额外电子,是一个电荷分离体系。(CH_3)_3N体系的第一超极化率(β_0)为165 a.u.,加入H~+后(CH_3)_3NH~+的β_0值是164 a.u.,加入碱金属及超碱金属离子后第一超极化率(β_0)明显增大,(CH_3)_3NHNa分子的β_0值(9664a.u.)及(CH_3)_3NHK_3O分子β_0值(9648a.u.)是(CH_3)_3N与(CH_3)_3NH~+的β_0值的58倍多,说明加入Na原子是提高NLO响应的一种新途径。     

具有双荧光发射的螺吡喃的合成与性质研究

设计合成了未见文献报道的含有双官能团的螺吡喃类化合物1,通过红外光谱、核磁共振氢谱、碳谱和高分辨质谱对其结构进行了确证。紫外可见吸收光谱表明化合物在有机溶剂中的光致变色性良好;化合物的乙醇溶液在365 nm光激发时产生双荧光发射,分别为闭环体和开环体所对应的的荧光峰。本文首次从场效应角度推测了螺吡喃吲哚林N原子上含有极性基团时开环体稳定的原因。     

计算机辅助设计三聚氰胺分子印迹聚合物

借助密度泛函理论(DFT)长程校正方法,以三聚氰胺(MAM)为印迹分子,甲基丙烯酸(MAA)为功能单体,分别以二甲基丙烯酸乙二醇酯(EGDMA)、三羟甲基丙烷三甲基丙烯酸酯(TRIM)及二乙烯苯(DVB)为交联剂,以乙腈(ACN)、甲醇(MT)、乙醇(EA)、甲苯(TL)、四氢呋喃(THF)及二甲基亚砜(DMSO)为溶剂,模拟了MAM与MAA单体分子印迹聚合物(MIPs)自组装体系的构型,讨论了MAM与MAA的成键作用位点,及其稳定复合物的印迹反应比例及印迹作用机理,依据结合能(△E)优化了交联剂和溶剂,并借助分子中原子理论(AIM)揭示了MAM与MAA印迹作用的本质.计算结果表明,MAM印迹分子三嗪环上的N与胺基上H均通过氢键与MAA单体进行印迹聚合反应,且在印迹反应比例为1∶6,以TL为溶剂时形成的MAM-MAA有序复合物结合能最低,构型最稳定;与TRIM及EGDMA交联剂相比,DVB与MAM结合能最低,更适宜作为MAM-MAA印迹聚合物的交联剂.本研究为MAM-MIPs合成时印迹比例、交联剂及溶剂的选择提供了理论依据.     

单分子水对CH_2SH+NO_2反应机理影响的理论研究

在B3LYP/6-311++G(2df,p)水平下对单分子水参与下的CH_2SH+NO_2反应的微观机理进行了研究.为了获得更准确的能量信息,采用HL复合方法和CCSD(T)/aug-ccpvtz方法进行单点能校正.结果表明,加入单分子水后的CH_2SH+NO_2反应体系,共经过10条不同的反应路径,得到6种反应产物.与裸反应(CH_2SH+NO_2)相比,水分子在反应中起到了明显的正催化作用.不仅使生成产物trans-HONO的能垒(-52.84kJ·mol~(-1))降低了176.94kJ·mol~(-1),而且不需经过复杂的重排和异构化过程便可得到产物cis-HONO.在生成产物cis-HONO通道(Path3和Path4)中,活化能垒分别为143.65和126.70kJ·mol~(-1),而其裸反应的活化能垒却高达238.34kJ·mol~(-1).生成HNO_2的通道中(Path5和Path6)活化能垒分别为295.23和-42.19kJ·mol~(-1).其中Path6的无势垒过程使HNO_2也成为该反应的主要产物.另外,单分子水还可通过氢迁移的方式直接参与CH_2SH+NO_2的反应,活化能垒(TS7-TS10)分别为-10.62,151.03,186.22和155.10kJ·mol~(-1).除直接抽氢通道中的(Path8-Path10)外,其余反应通道均为放热反应,在热力学上是可行的.     

环丙沙星与三氟甲基丙烯酸分子印迹自组装体系的理论研究

采用量子化学长程校正方法, 以环丙沙星(CIP)为印迹分子, 三氟甲基丙烯酸(TFMAA)为功能单体, 研究了CIP与TFMAA单体分子印迹聚合物(MIPs)自组装体系的构型、 成键作用位点、 反应的结合能、 作用机理及其选择性. 计算结果表明, CIP印迹分子与TFMAA单体通过氢键形成分子结构互补的有序排列复合物, 当印迹分子与功能单体配比(印迹比例)为1: 6时, 其复合物能量最低; 通过模拟洗脱CIP后的复合物对恩诺沙星(ENR)、 诺氟沙星(NOR)、 氧氟沙星(OFL)再结合的结合能可以预测MIPs对CIP印迹分子的选择性, CIP与OFL共存时MIPs对CIP的选择性最好. 采用不同印迹比例, 测定聚合物对CIP的吸附量, 结果表明, 印迹比例为1: 6时, 聚合物吸附量最大, 且对OFL的选择因子最大, 实验结果与计算结果一致.     

侧链结构对磺化聚芳醚性能及微观形貌的影响

比较了3种主链结构相同而侧链结构不同的磺化聚芳醚(SPAE)材料的性能. 分析了侧链结构对聚合物的吸水、 溶胀及质子传导行为的影响. 结果表明, 在相同的离子交换容量(IEC)条件下, 具有柔顺脂肪族侧链的聚芳醚材料具有较高的质子传导率. 其原因是由于柔顺的脂肪族侧链比刚性的芳香族侧链更易运动, 有利于侧链末端磺酸基团的聚集, 进而形成离子簇. 3种聚合物微观形貌的分析结果表明, 含柔顺侧链结构的聚合物薄膜具有更大的质子传输通道, 其结果与聚合物的宏观吸水和传导现象相吻合.     

几种氮氧自由基衍生物结构和非线性光学性质的理论计算研究（英文）

在B3LYP/6-311+G(d,p)水平上研究了设计的几种苯基氮氧自由基衍生物(NN)的几何结构和非线性光学性质,该类衍生物带有不同的取代基R(CH3O—,—Cl,—OH,—NH2,—NO2和—SCN(硫氰基)).计算结果表明取代基不同则第一超极化率明显不同,第一超极化率值与跃迁能相反,所选的6个体系中6a体系具有最大第一超极化率值11.772 7×10-50 C3·m3·J-2和最小的跃迁能值336.87kJ·mol-1.采用TD-PBE1PBE方法研究电子跃迁性质与第一超极化率的关系,发现低跃迁能提高了体系的非线性光学相应性能.     

基于星射状三苯胺敏化剂的分子设计

以性能优良的三苯胺星射状分子WD8为母体,通过密度泛函理论方法,探讨了取代基团在不同位置时,对母体分子电子性质、光谱性质和电荷传输性能的影响.结果表明,取代基团位置的不同,对分子的前线分子轨道组成基本没有影响.当2-氰基-3-呋喃基-丙烯酸基团取代位置由对位变为间位时,分子的吸收范围最大.当2-氰基-3-呋喃基-丙烯酸基团和1个吩噻嗪-苯基团取代位置由对位变为间位时,分子的EHOMO最大,ELUMO和Eg最小,分子的最大吸收波长最长.当2-氰基-3-呋喃基-丙烯酸基团和2个吩噻嗪-苯基团取代位置由对位变为间位时,分子的电荷传输性能最强.     

基于苯腙类衍生物的阴离子光学传感器的研究

本文设计合成了一种简单的比色阴离子受体1,5,5'-亚甲基双水杨醛-2,4-二硝基苯腙。利用UV-vis光谱和荧光光谱研究了受体1与阴离子AcO-,H2PO4-,F-,Cl-,Br-和I-的相互作用。当加入AcO-,F-和H2PO4-时,受体分子的吸收光谱发生明显的红移,与此同时溶液颜色由浅黄色变为红色,而加入其他阴离子则无变化。最后通过1HNMR滴定进一步研究了1与阴离子AcO-的相互作用的本质。     

计算机辅助三聚氰胺分子印迹聚合物的制备

以三聚氰胺(MAM)为印迹分子,丙烯酰胺(AM)、甲基丙烯酸(MAA)、N,N-亚甲基双丙烯酰胺(MBA)和衣康酸(IA)为功能单体,二乙烯基苯(DVB)、乙二醇双甲基丙烯酸酯(EGDMA)和三羟甲基丙烷三甲基丙烯酸酯(TRIM)为交联剂,采用量子化学密度泛函理论的长程校正方法模拟并探讨了MAM与4种功能单体的成键作用位点、成键数目、印迹反应摩尔比及印迹作用机理.依据结合能(ΔE)优化了功能单体和交联剂,并借助分子中原子理论(AIM)揭示了MAM与功能单体印迹作用的本质.计算结果表明,MAM通过氢键与4种功能单体以摩尔比1∶6进行印迹聚合,其中IA与MAM形成的复合物结合能最低,结构最稳定;与TRIM和EGDMA交联剂相比,DVB与MAM结合能最低,更适合作为MAM-IA印迹聚合物的交联剂.采用沉淀聚合法合成MAM分子印迹聚合物(MAM-MIPs)并测定其吸附性,当MAM与IA印迹摩尔反应比为1∶6时,以DVB为交联剂时制备的MAM-MIPs吸附性最好,其微球平均粒径为195 nm;Scatchard分析结果表明,在所研究的浓度范围内MIPs对印迹分子MAM的结合位点是等价的,其最大表观吸附量Qmax为20.79mg/g,离解平衡常数Kd为58.82 mg/L;与环丙氨嗪(CYR)、三聚氰酸(CYA)和三聚硫氰酸(TRI)在牛奶中的吸附量相比,MAM-MIPs对MAM表现出较强的特异吸附能力.