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.     

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.     

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.     

N8H8链状异构体结构与稳定性的理论研究

采用密度泛函理论(DFT), 在B3LYP/6-311＋＋G(d,p)基组上计算得到了21种N₈H₈链状异构体, 并研究了这些异构体间可能的互变异构情况. 为了得到更为精确的能量信息, 计算了QCISD(T)/6-311G(d,p)基组水平上各物质的能量. 所得的21种异构体分为4类(4种类型链状化合物): A为直链, B有一个支链, C有2个支链, D有3个支链; D类只有一种, A类稳定构型2种, B类稳定构型12种, C类稳定构型6种; 相对稳定的分别为: B2-1构型, B2-3构型和C23-2构型. 我们研究发现N₈H₈链状异构体中含有明显N＝N双键特征有利于化合物稳定性的提高.     

特征参量法 2: 可逆反应

根据几类可逆反应通用的微分动力学方程和热动力学变换方程,本文建立了可逆反应的特征参量研究法。应用该法在两个温度下研究了硝基乙烷分别与氨和Tris反应的热动力学, 实验结果验证了可逆反应特征参量法的正确性。     

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。     

化学反应动力学研究法──自函数回归法及其应用

由完全非线性函数经变换得到自函数递推方程．根据回归分析理论，建立了一种化学反应动力学研究法──自函数回归法．应用该法在25℃水溶液中研究了乙酸乙酯和了酸乙酯的皂化反应的动力学常数．     

特征参量法1: 简单级数反应的热动力学研究法

建立了测定热动力学体系冷却常数的线性拟合法和简单级数反应通用的热动力学研究法---特征参量法。导出了简单级数反应的动力学参数Kn和速率常数kn的通用计算式。应用冷却常数的线性拟合法在不同温度下测定了两个反应体系的冷却常数, 探讨了温度、浓度、介质及装样方式对冷却常数的影响。应用简单级数反应的特征参量法研究了一级、二级、三级和分数级反应的热动力学, 结果文献值吻合。讨论了热动力学体系的冷却常数对速率常数计算结果的影响。     

Cs2CuCl4标准生成焓的热化学研究

用自行研制的具备恒定温度环境的新型反应热量计，以０．０１ｍｏｌ．Ｌ＾－１Ｈ２ＳＯ４溶液为量热溶剂，分别测定了（２ＣｓＣｌ（ｓ）＋ＣｕＣｌ２．２Ｈ２Ｏ（ｓ）和ＣｓＣｕＣｌ４的溶解焓，根据Ｈｅｓｓ定律设计了一个热化学循环，求出了Ｃｓ２ＣｕＣｌ４的标准生成焓，推荐其值为     

钴原子催化活化乙烷的反应机理

采用密度泛函理论B3LYP方法分别在两种不同基组水平上, 研究了Co原子催化乙烷反应的反应机理, 优化了反应过程中各反应物、中间体、过渡态和产物的构型, 并在同一水平上计算了反应中各驻点的振动频率, 运用自然键轨道理论(NBO)方法分析了各物质的成键情况和轨道间相互作用. 在两种不同基组水平上研究所得的反应历程及相应的能量变化趋势是一致的, 其活化过程可分为C—C键活化及C—H键活化, 分别释放出CH4和H2, 反应速控步骤的活化能后者较前者低, 因此, C—H键的活化较C—C 键活化容易进行.