白藜芦醇顺反异构体及第一三重激发态结构的理论研究

在B3LYP/6-311++G(d,p)水平对白藜芦醇顺反异构体及第一三重激发态进行了结构优化、频率计算和自然键轨道(Natural Bond Orbital,NBO)分析.在MP2/6-311++G(d,p)//B3LYP/6-311++G(d,p)水平比较了白藜芦醇顺反异构体的能量.反式白藜芦醇整个分子呈平面结构,顺式白藜芦醇两苯环之间存在约30o扭角.第一三重激发态中两苯环几乎处于互相垂直的关系,C7-H5与C8-H6键也是几乎互相垂直的关系.顺式和反式白藜芦醇C7-C8的σ键成键情况分别为sp1.53-sp1.53和sp1.59-sp1.60,C7与C8各自提供p轨道形成π键,即形成C7=C8双键.三重态中,C7-C8的成键情况为sp1.92-sp1.89,没有p-pπ键,C7、C8均还有一个2p轨道未参与杂化,NBO分析证实C7、C8的各自剩下的2p轨道均几乎独立形成了高能量的反键轨道,分别垂直于单羟基和双羟基苯环,C7-C8键长明显长于白藜芦醇顺反异构体.顺式白藜芦醇比反式白藜芦醇的自由能高约1.3-2.5 kcal/mol,反式构型是热力学稳定构型.含时密度泛函方法(Time-Dependent Density Functional Theory,TD-DFT)方法,B3LYP/6-311++G(d,p)水平计算得反式和顺式白藜芦醇最强紫外吸收峰分别在330 nm和319 nm.     

尿素和硫脲分子非线性光学性质的从头算研究

在B3LYP/6.31 G(2DF,2PD)水平优化气相中的尿素和硫脲分子构型,得到C2点群的非平面分子.对此构型的尿素和硫脲分子用CPHF和FF方法进行了非线性光学性质的计算,比较了尿素和硫脲非线性光学性质,讨论了极化函数、弥散函数和相关效应对(超)极化率的影响,还与固定C2v对称相同水平优化得到的平面分子计算结果进行了比较.     

B(C6F5)3催化的醛与烷氧基羟胺的一锅法还原胺化反应

近年路易斯酸B（C₆F₅）₃催化的醛酮还原及胺化反应研究表明,缺电子的路易斯酸B（C₆F₅）₃也可以作为一种"耐水"的催化剂在"有水"条件下进行催化反应.这些研究成果对进一步扩展受限路易斯酸碱对（FLPs）化学的研究领域和应用前景提供了更多可能.本文以硅烷作为还原剂,在路易斯酸B（C₆F₅）₃催化下可在温和条件下实现醛与烷基羟胺类化合物的直接还原胺化反应,并且在还原过程中N-O键不会发生断裂,可中等至高产率地制备各种烷氧基取代的羟胺衍生物.对反应机理研究发现,在中性条件下苯甲醛与苄氧基羟胺的反应仅得到缩合中间产物肟醚,而在HCl或过量H₂O的参与下苯甲醛与苄氧基羟胺的直接还原胺化均可顺利进行;对反应机理的研究表明苄氧基羟胺会与路易斯酸硼烷在过量H₂O的参与下发生质子化,在硅烷的作用下转化成具有一定还原性的"硼氢化胺盐"活性中间体并进而促使中间产物肟醚的还原.对醛与羟胺的直接还原胺化反应研究表明,在"有水"条件下路易斯酸B（C₆F₅）₃不仅仅是一种"耐水"的催化剂,在某些反应中水可能直接影响着催化反应,尤其是对醛酮的直接还原胺化反应.因此,继续深入研究有"水"条件下路易斯酸硼烷参与的催化反应机理不仅对FLPs化学的发展至关重要,对其他相应催化体系的研究也具有重要的参考价值.     

7-羟基喹啉-(H2O)n(n=1,2)复合物氢键相互作用的密度泛函理论研究

许多生理过程都通过分子间相互作用来实现。氢键则是最基本的化学作用力之一。具有碱性和酸性双官能团的芳香族化合物能与水作用形成氢键网络，对于实现生物体系的物质转移（质子转移、离子转移）起着十分重要的作用。在非水溶剂中，通过氢键发生质子转移反应动力学实验特征也己进行了广泛的研究。本文用密度泛函B3LYP方法在6-311G^＊基组水平上对7-羟基喹啉-水复合物相互作用进行了研究，从成键特征及氢键复合物的稳定关系方面进行了理论计算。     

无限长氢链极化率的从头算研究

在RHF／6-31G水平用CPHF方法计算了两种构型的氢链的轴向极化率，计算直到89个结构单元，已基本上达到每单元极化率的极限值。根据这些较完整的资料，讨论了拟合目标函数的选取，拟合函数的确定，以及如何选定拟合数据范围以求得最佳极限值的问题，提出了求得最可信的每单元极化率极限值的原则。     

Be2-非线性光学性质的从头算研究

采用MP2/6-31+G*水平的优化构型，对Be2-的非线性光学性质进行了从头算研究。用UHF方法对Be2-的(超)极化率计算进行了基组优化，排除了基组选择的偶然性。精确选择可以得到稳定(超)极化率的电场范围，用FF方法计算了Be2-的超极化率。得到了Be2-的UHF方法可靠的无微扰能量E和轴向极化率极限结果，报道的轴向超极化率也接近UHF极限。推荐基组39s16p4d1f的计算结果是：E=-29.1336456593，=439.6466994，= 。     

白藜芦醇顺反异构体及第一三重激发态结构的理论研究

在B3LYP/6-311++G(d,p)水平对白藜芦醇顺反异构体及第一三重激发态进行了结构优化、频率计算和自然键轨道(NBO)分析。在MP2/6-311++G(d,p)//B3LYP/6-311++G(d,p)水平比较了白藜芦醇顺反异构体的能量。反式白藜芦醇整个分子呈现平面结构,顺式白藜芦醇两苯环之间存在约30º扭角。第一三重激发态中两苯环几乎处于互相垂直的关系,C7-H5与C8-H6键也是几乎互相垂直的关系。顺式和反式白藜芦醇C7-C8的σ键成键情况分别为sp1.53-sp1.53和sp1.59-sp1.60,C7与C8各自提供p轨道形成π键,即形成C7=C8双键。三重态中,C7-C8的成键情况为sp1.92-sp1.89,没有p-p π键,C7、C8均还有一个2p轨道未参与杂化,NBO分析证实C7、C8的各自剩下的2p轨道均几乎独立形成了高能量的反键轨道,分别垂直于单羟基和双羟基苯环,C7-C8键长明显长于白藜芦醇顺反异构体。顺式白藜芦醇比反式白藜芦醇的自由能高约1.3-2.5kcal/mol,反式构型是热力学稳定构型。TD/DFT方法,B3LYP/6-311++G(d,p)水平计算得反式和顺式白藜芦醇最强紫外吸收峰分别在330nm和319nm。     

聚乙炔链二阶超极化率的构型、基组和相关效应的从头算研究

在RHF/STO-3G和RHF/6-31G水平上优化聚乙炔链,计算了聚乙炔链的轴向线性极化率αzz和二阶超极化率γzzzz,最多计算到27个—C≡C—结构单元,利用不同电场下分子的E、μ、α、β获得了RHF水平的稳定可靠的γzzzz;用不同电场下的能量得到了MP2/6-31G水平的γ值,计算到19个结构单元.在此基础上根据选定的目标函数、拟合函数和拟合数据范围,外推出可信的超极化率的极限值,讨论了优化水平和基组对α和γ计算值的影响.     

用指数函数拟合长链分子超极化率时目标函数的选择

长链体系的轴向单元(超)极化率的饱和值Δp(∞),需要对有限的计算数据用函数拟合,再根据拟合函数外推求得。以a-be-cn作为拟合函数,有两拟合公式:p(n)-p(n-1)=a-be-cn和p(n)/n=a-be-cn。从理论上探讨了两公式目标函数不同存在的本质区别,结论是应该使用p(n)-p(n-1)作为目标函数,即合理的公式是前者。并用氢分子链,氟化氢分子链和聚乙烯为例,表明后者在链增长时没有正确的渐近行为,原因是当后者还原为对p(n)的拟合函数时含有一个ne-cn的项,而这一项会影响拟合后外推的饱和值的正确性。     

平面四方金属苯配合物的非线性光学性质的从头算研究

反位平面四方型过渡金属有机配合物[XM(PEt₃)₂-C₆H₄-R] (M＝Pd, Pt; X＝Br, I; R＝NO₂, CHO), 已被测定有较高的非线性光学系数. 本工作采用从头算方法对该配合物的结构和非线性光学性质进行研究. 构型在MP2/Lanl2DZ水平优化. 对基组进行慎重选择后, 认为应该在赝势价分裂基Lanl2DZ的基础上添加弥散函数和极化函数. 弥散函数按几何级数规则增加, 极化函数的指数应取低一个角量子数的基函数中最弥散的两个函数的指数的比例中项. 本工作的SCF水平计算表明苯的对位取代基R的吸电子能力越强, 金属对位配体X的电负性越强, 则配合物的超极化率越大.