并苯纳米环[6]CA及其衍生物的电子结构和光物理性质的密度泛函理论研究

采用密度泛函理论PBE0方法在6-31G(d, p) 基组水平上对比研究并六苯纳米环[6]CA及BN取代纳米环[6]CA-BN的几何结构及电子性质. 同时探讨锂离子掺杂对不同体系的芳香性、前线分子轨道、电子吸收光谱及传输性质的影响. 通过电离势、亲合势及重组能的计算, 预测纳米环体系得失电子的能力及传输性能. 结果表明:[6]CA的能隙很小, BN取代后, 能隙明显增大; 锂离子掺杂到两种纳米环中, 在不明显改变前线分子轨道分布的前提下, 几乎同步降低了最高占据轨道、 最低未占据轨道能级, 锂离子掺杂使载流子传输性能得到很大改善; 电子吸收光谱拟合发现, BN取代使吸收光谱很大程度蓝移, 吸收强度明显减小; 而锂离子掺杂对光谱的强度及吸收范围没有明显影响. 关键词： 碳纳米环 硼氮纳米环 锂离子掺杂 密度泛函理论     

2-(2,5-二羟基苯基)-5-甲基-2,5-二氢吡咯并[3,4]富勒烯的合成和电子光谱的理论研究

利用丙氨酸和2,5-二羟基苯甲醛所形成的亚胺叶立德与C₆₀发生1,3-偶极环加成反应, 合成并分离、纯化制备了一种新的C₆₀吡咯烷衍生物: 2-(2-5-二羟基苯基)-5-甲基-2,5-二氢吡咯并[3,4]富勒烯. 通过¹H NMR, FT-IR, UV-vis和元素分析确定了其结构, 研究了体系的电化学和荧光性质. 采用密度泛函的方法, 在B3LYP/6-31G水平上对分子的几何构型进行了优化, 得到稳定的几何构型; 运用INDO/S方法计算了化合物的电子光谱, 计算结果434.2 nm与实验值432.0 nm基本一致.     

N-取代螺旋共轭化合物非线性光学性质的理论研究

以量子化学半经验AM1方法优化几何构型为基础，采用FF／AMl和INDO-SOS方法计算了N-取代螺旋共轭化合物的非线性光学系数，讨论了N原子不同取代位置对螺旋共轭体系结构、电子光谱、非线性光学系数的影响．计算结果表明，N杂原子的引入可改善体系的非线性光学性质，所设计的分子具有较大的二阶非线性光学系数和较好的透明性．     

含氯不对称配体8-羟基喹啉铝配合物电子和光谱性质的TDDFT研究

以含时密度泛函理论(TDDFT) B3LYP方法通过电子结构计算研究了含氯不对称配体8-羟基喹啉铝配合物AlQ(ClQ)₂的吸收和发射光谱性质. 计算表明, 第一激发态与基态结构变化主要集中在单一含氯配体中, 与mer-AlQ₃相比, 前线占有轨道离域程度变大而未占据轨道则定域化程度提高. 最大吸收主要来自配体内电荷转移跃迁, 电荷从苯酚环和氯向含氮的吡啶环跃迁. 电子陷入态计算表明, 抽取电子能量比AlQ₃相应值略大, 与实验结果一致.     

巴比妥酸-3,4-C60吡咯衍生物的电子光谱及二阶非线性光学性质的理论研究

利用量子化学半经验AM1和ZINDO方法研究了巴比妥酸-3,4-C60吡咯衍生物的结构规律和光谱性质.以全自由度优化几何构型为基础,计算了化合物的电子光谱.对电子跃迁进行了指认,分析了光谱红移的原因,两类化合物在400 nm以上均产生非C60特征吸收.同时用INDO/CI-SOS方法计算了所设计的体系的二阶非线性光学系数βμ,其中βμ最大可达402.3×1030 esu.体系具有A-D-A结构,其共轭性对光谱和二阶非线性光学系数有较大影响,共轭程度越高,体系的βμ值越大,而λmax红移.与巴比妥酸-3,4-C60吡咯衍生物比较,相应的硫代巴比妥酸-3,4-C60吡咯衍生物的βμ值较大.     

给/吸电子基团取代对PPV类电致发光聚合物光电特性的影响

用量子化学的AM1和EHMACC／CO方法计算PPV，MEH－PPV和CN－PPV的电子和能带结构，讨论了烷氧基（－OR）和氰基（－CN）侧基取代对PPV类电致发光聚合物光电特性的影响。计算结果表明：给电子基团（－OR）取代使聚合物的HOCO（最高占据晶体轨道）能级升高，电离势减小，而吸电子基团（－CN）取代使LUCO（最低未占据晶体轨道）能级降低，电子亲和势增大，两者都使聚合物能隙降低，同时使聚合物的导电类型由PPV的p型转变成CN－PPV的n和p的兼容型。该结果解释了MEH－PPV和CN－PPV光谱的红移及CN－PPV高的电致发光效率，为设计新型高效的PPV类电致发光聚合物提供了理论基础。     

含中氮茚有机太阳能电池染料敏化剂的分子设计

采用密度泛函理论(DFT)和含时密度泛函理论(TD-DFT)方法研究了9个新的中氮茚[3, 4, 5-ab]异吲哚(INI)为给体的染料敏化剂性质.对影响电池效率的光捕获效率、电子注入、染料再生和电荷复合等重要因素与D5和D9染料进行了对比.计算表明,设计的INI系列敏化剂在440-500 nm内有最大吸收峰,表现出明显的电荷分离特征, INI2具有比D9染料更高的最大理论短路电流. Fukui反应指数计算指出INI2的亲核加成最易实现.染料分子在二氧化钛(101)面吸附计算表明,染料INI2以间接注入途径实现电子注入.综合计算结果,中氮茚INI染料有希望作为性能优良的染料敏化剂而得到应用.     

6-(4-氯苯氧基)四唑并[5,1-a]酞嗪的核磁共振谱峰归属

为确保具有独立知识产权的国家级一类抗癫痫创新候选药物的药品安全，采用500 MHz核磁共振（NMR）技术，结合规范不变原子轨道-核磁共振（GIAO-NMR）量子化学计算方法，对进入临床阶段的抗癫痫药6-（4-氯苯氧基）四唑并[5，1-a]酞嗪的¹H NMR、¹³C NMR和¹⁵N NMR信号进行了归属，从而为安全用药提供了精确结构信息．线性回归对比表明，标度法计算的NMR化学位移与实验值吻合较好．     

含苯并咪唑基配体的稀土配合物的合成、结构及量子化学研究

合成了未见文献报道的N，N，N’’,N’’-四[(2-苯并咪唑）甲基]乙二胺的 丁基取代衍生物（BuEDTB)与稀土硝酸盐的配合物[M(BuEDTB)(NO3)2].NH3.4H2O [M=La(1),Eu(2),Tb(3)],并用X射线衍射法测定了1的结构，晶体属三方晶系，空间 群P32 21，晶胞参数a=1.41353(9)nm,c=2.6264(4)nm;V=4.5447(9)nm^3,Dc=1. 189g/cm^3,z=3,F(000)=1686,μ=0.758nm^-1,R=0.0562,wR=0.1488.乙二胺上两个 N原子及四个苯并咪唑各有一个N原子参与配位，两个硝酸根以双齿形式与稀土离子 配位，第三个硝酸根不与金属离子配位，用ab initio HF方法研究了BuEDTB的电子 结构。     

Synthesis,Crystal Structure and Prosperities of 10-（4,5-Dibenzylthio- 1,3-dithiol-2-ylidene）anthracen-9（10H）-one

The title compound 10-（4,5-dibenzylthio-1,3-dithiol-2-ylidene）anthracen-9（10H）- one （C31H22OS4） has been synthesized, and its crystal structure was prepared by crystallization from CH2Cl2-MeOH. The crystal belongs to the triclinic system, space group Pi with a = 10.9758（3）, b = 11.4241（4）, c = 11.7460（2）A^°, α = 62.379（2）, β = 81.227（3）, γ = 80.321（2）°, Mr = 538.73, V = 1281.69（7） A^°^3, Z = 2, Dc = 1.396 g/cm^3, F（000） = 560,μ = 0.395 mm^-1, the final R = 0.0291 and wR = 0.0739. The molecular structure is severely distorted from planarity. The central ring of anthraquinone moiety adopts a boat conformation, while the two outer benzene rings are tilted in the opposite direction to form a dihedral angle of 23.65°. The photocurrent generation was measured and an anodic photocurrent response was obtained. The electronic spectrum was studied by using TDDFr method on the basis of optimized geometries with B3LYP method. The obtained results are in good agreement with the experimental values.