三种席夫碱-Ni(Ⅱ)配合物的电子结构和吸收光谱的理论计算

采用B3LYP/6-31+G(d)-LANL2DZ方法优化了三种Ni(Ⅱ)的席夫碱配合物基态的几何构型,并在相同水平下进行了频率分析以确认稳定点的性质;利用含时密度泛函理论和极化连续介质模型(PCM),按TDB3LYP/6-31+G(d)-LANL2DZ水平计算了目标配合物在N,N-二甲基甲酰胺溶剂中的电子结构和吸收光谱.计算结果表明,配体中间位甲氧基的存在使配合物A具有较大的HOMO-LUMO能级差;且三种Ni(Ⅱ)配合物的S0→S1态的跃迁能按照A→B→C的顺序依次降低.     

两种8-羟基喹啉锌配合物电子结构和光谱性质的理论研究

采用密度泛函理论在PBE0/6-31+G(d)-LANL2DZ水平下优化了两种8-羟基喹啉锌配合物的基态几何构型,并在相同水平下进行了频率分析以确认稳定点的性质.根据基态优化的构型,在TD-PBE0/6-31+G(d)-LANL2DZ水平下,采用极化连续介质模型(PCM)计算了甲醇溶剂中配合物的电子结构和电子吸收光谱.计算结果表明,配合物B中8-羟基喹啉2号位取代基蒽较大的π共轭作用使其具有较小的HOMO-LUMO能级差,从而使配合物B的最大吸收波长发生了红移现象.     

镍和钯两种金属配合物电子结构和光谱性质的理论研究

采用密度泛函理论(DFT),在PBE0/6-31+G(d)-LANL2DZ水平下优化了Ni和Pd两种金属配合物A和B的基态几何构型,并在相同水平下进行了频率分析以确认都是实频.利用含时密度泛函理论(TD-DFT)和极化连续介质模型(PCM),在TD-PBE0/6-31+G(d)-LANL2DZ水平下,计算了配合物A和B在二氯甲烷溶剂中的电子结构和吸收光谱.计算结果表明,与中心配位原子Pd相比,Ni较强的配位作用使配合物A具有较小的HOMO-LUMO能级差,从而导致配合物A的最大吸收波长发生红移.     

两种4-氨基安替比林席夫碱-Pt(Ⅱ)配合物电子光谱性质的理论研究

采用密度泛函理论(DFT),在PBE0/6-31+G(d)-LANL2DZ水平下,对两种含有不同取代基的4-氨基安替比林席夫碱-Pt(Ⅱ)配合物A和B的几何构型、前线分子轨道及其分布特征进行理论计算.在优化构型的基础上,用含时密度泛函理论(TD-DFT)在相同水平下对上述配合物进行电子吸收光谱研究.计算还考虑了二氯甲烷溶剂对电子结构和光谱性质的影响.结果表明,配合物A和B的最强吸收波长分别来自于HOMO→LUMO和HOMO-5→LUMO的跃迁,以上跃迁存在明显的分子内电荷转移的特征.此外,在4-氨基安替比林配体上引入强的给电子基团-N(CH3)2,配合物A的最大吸收波长相对于配合物B发生了红移现象.     

双核镉配聚物及其衍生物荧光光谱的密度泛函理论研究

采用DFT-B3LYP/6-31+G(d)方法,对配聚物[Cd2Cl4(Hbm)2]及其6种衍生物([M2-Cl4(HbmL)2],M=Zn2+,Hg2+;L=-CH3;-NH2;-CN)基态结构进行优化,用TD-DFT/B3LYP/6-31+G(d)方法计算其吸收光谱;同时用HF-CIS/6-31G(d)方法优化其最低激发单重态的几何结构,用含时密度泛函理论计算发射光谱.结果表明:电子在基态与激发态间的跃迁,主要是在卤素配体Cl到金属离子M的电荷转移(LMCL);发射光谱峰的计算最大值与实验值基本符合.改变中心金属离子M和咪唑环上的5位取代基可以精细地调控发光材料的光谱波段.     

一种天然产物Wangzaozin A的细胞毒活性

从总序香茶菜Isodon racemosa (Hemsl) Hara植物中分离得到一个对人类肿瘤细胞Bel-7402和HD-8910具有毒活性的对映-贝壳衫烷型二萜Wangzaozin A化合物(1). 应用密度泛函理论(DFT)B3LYP方法, 对该分子的几何构型进行优化, 结果表明用B3LYP/6-31G(d)优化的几何参数与它的X射线衍射结构参数基本一致. 在优化的几何构型基础上, 采用规范不变原子轨道(GIAO)法, 在B3LYP理论水平分别用6-31G(d), 6-31G(d,p), 6-31+G(d,p)和6-31++G(d,p)基组进行核磁共振(NMR)化学位移值计算, 预测的1H和13CNMR化学位移值与实验值吻合; 统计误差分析表明, 用B3LYP/6-31G(d)优化的分子构型接近实际的分子构型. 因此, DFT方法适用这一类型化合物的构型和NMR参数进行预测. 在几何优化的基础上, 在B3LYP/6-31G(d)水平上, 对Wangzaozin A分子的静电位(MEP)进行理论计算. MEP三维图表明, 在Wangzaozin A分子中α-亚甲基环戊酮的羰基和羟基附近出现富电子区域(负电位), 起着供电子作用, 与受体的正电子区域结合. 这些结果从理论上支持了α-亚甲基环戊酮结构是一种抗肿瘤活性中心的看法.     

已烯自由基阳离子的密度泛函理论研究

使用密度泛函理论B3LYP方法和6-31G(d,p),6-31+G(d,p),6-311G(d,p)及6- 311+G(d,p)基组,分别对1-C_6H_(12)~+,2-C_6H_(12)~+和3-C_6H_(12)~+的各种构 象进行了几何构型优化,并在B3LYP/6-311G(d,p)水平上进行了频率分析计算,在 各优化构型上,使用B3LYP和MP2(full)方法进行了超精细结构的计算。计算的3- C_6H_(12)~+的超精细偶合常数比以往的计算结果更好;1-C_6H_(12)~+和2-C_6H_ (12)~+的超精细偶合常数目前尚无实验数据报道,本计算预言了它们的超精细偶合 常数和最稳定构型。     

已烯自由基阳离子的密度泛函理论研究

使用密度泛函理论B3LYP方法和6-31G(d,p),6-31+G(d,p),6-311G(d,p)及6- 311+G(d,p)基组，分别对1-C_6H_(12)~+,2-C_6H_(12)~+和3-C_6H_(12)~+的各种构 象进行了几何构型优化，并在B3LYP/6-311G(d,p)水平上进行了频率分析计算，在 各优化构型上，使用B3LYP和MP2(full)方法进行了超精细结构的计算。计算的3- C_6H_(12)~+的超精细偶合常数比以往的计算结果更好；1-C_6H_(12)~+和2-C_6H_ (12)~+的超精细偶合常数目前尚无实验数据报道，本计算预言了它们的超精细偶合 常数和最稳定构型。     

1,3,5-三硝基苯在高岭石表面吸附的理论研究

构造了高岭石硅氧层和铝氧层的团簇模型(分别为Si₁₃O₃₇H₂₂和Al₆O₂₄H₃₀), 并分别在B3LYP/6-31G(d), MP2/6-31G(d)//B3LYP/6-31G(d)和B3LYP/6-311++G(d,p)//B3LYP/6-31G(d)理论水平上对1,3,5-三硝基苯(TNB)在高岭石表面的吸附性质(如优化的几何构型、 结构参数、 吸附能、 振动频率、 静电势和分子轨道等)进行了研究. 结果表明, TNB和硅氧层表面间的相互作用以静电和范德华相互作用为主; TNB与铝氧层间的相互作用以氢键为主, 且TNB和铝氧层间相互作用的能量更低, 结构更稳定.     

[M(Im)2X2]型配合物的Far-IR和Raman光谱的理论研究

本文用从头计算RHF和密度泛函B3LYP方法以及LanL2DZ，SDD和6-31G(d)基组计算了配合物M(Im)₂X₂ (Im=imidazole；M=Zn(Ⅱ)，Pd(Ⅱ)，Pt(Ⅱ)；X=F，Cl，Br，I)的几何构型以及Far-IR和Raman振动频率。计算结果表明，对Zn(Ⅱ)配合物而言,B3LYP/6-31G(d)方法得到的几何参数与实验值吻合得最好，B3LYP/SDD次之。在计算Far-IR和Raman振动频率时，发现采用6-31G(d)基组，两种方法计算的结果差别不大。对LanL2DZ和SDD基组而言，对计算结果影响较大的是理论方法，基组影响甚微，个别的振动频率基组影响较大，相比较而言，SDD基组得到的结果更好一些。本文所使用的两种计算方法都能得到与实验值比较吻合的结果，而用从头计算RHF方法计算的结果与实验值更接近一些。在此基础上，预测了Pd(Ⅱ)和Pt(Ⅱ)配合物的Far-IR和Raman振动频率。     

抗癌性钌配合物[HL][trans-RuIIICl4L2](L=2-NH2-5-Me-STz)的水解机理

用量子化学密度泛函理论(DFT), 并结合导体极化连续模型(CPCM)研究了具有潜在抗肿瘤活性的“Keppler型”钌配合物trans-[RuIIICl4(2-NH2-5-Me-STz)2](1)的水解反应过程. 首先, 在UB3LYP/(LanL2DZ+6-31G(d))理论水平上对水解反应中各平衡构型在气相条件下的有关结构进行全几何优化及振动频率分析; 然后, 在更高的基组水平LanL2DZ(f)+6-311++G(3df,2dp)上对优化的结构进行单点能计算, 并考虑溶剂效应. 计算得到水解反应过程中相应的结构特征和详细的反应势能面. 对于第一步水解, 液相中配合物1的活化能垒为92.9 kJ·mol-1, 与已经报道的配合物trans-[RuIIICl4(2-NH2-Tz)2](2)的活化能垒(96.3 kJ·mol-1)相接近, 并与实验结果相符. 对于第二步水解, 反应在热力学上优先生成顺式双水解产物, 恰如顺铂的水解反应机理一样, 存在着所谓“顺式效应”, 即生成的顺式水解产物有利于其与生物分子靶标的键合, 因此, 顺式双水解产物在生物反应中有望成为重要的前体药物. 本文研究结果有助于深入理解抗癌性Ru(III)配合物与相关生物靶标的作用机理.     

双环金属铱(Ⅲ)异腈配合物的二阶非线性光学性质

采用密度泛函理论(DFT)方法对双环金属Ir(III)异腈配合物的非线性光学(NLO)性质进行计算研究。用B3PW91(UB3PW91)(金属原子采用LANL2DZ基组,非金属原子采用6-31G*基组)方法对配合物进行几何结构优化。在优化构型基础上,采用B3PW91(UB3PW91)和B3LYP(UB3LYP)方法计算了配合物的第一超极化率(βtot),并用CAM-B3LYP(UCAM-B3LYP)(金属原子采用LANL2DZ基组,非金属原子采用6-31G**基组)方法模拟配合物的吸收光谱。结果表明,主配体的取代基(R1)和副配体的取代基(R2)对第一超极化率值贡献不大。配合物发生氧化还原反应,电荷转移方式增多,电荷转移程度增大,使βtot值显著增加,其中1a+([(C∧N)2Ir(CNR)2]+(R=CH3))发生氧化反应和还原反应的βtot值分别增大了75倍和144倍。因此,这类双环金属铱(III)异腈配合物的氧化还原反应可以有效地调节其二阶NLO性质。     

反式-双(二甲基苯膦)铂配合物二阶非线性光学性质的密度泛函理论研究

采用密度泛函理论B3LYP方法,在6-31G(d)的水平上对两种反式-双(二甲基苯膦)铂配合物的几何构型进行优化,在获得稳定构型基础上,利用TD-B3LYP方法得到体系的UV-Vis吸收光谱,并用有限场(FF/B3LYP)方法探讨体系的二阶非线性光学性质(NLO).结果表明,此类铂配合物具有较大的二阶极化率,以及在可见光范围内透明等优点,是具有很好应用前景的非线性光学材料.     

抗癌性钌配合物[HL][trans-Ru~ⅢCl_4L_2](L=2-NH_2-5-Me-STz)的水解机理

用量子化学密度泛函理论(DFT),并结合导体极化连续模型(CPCM)研究了具有潜在抗肿瘤活性的"Keppier型"钌配合物trans-[Ru~ⅢCl_4(2-NH_2-5-Me-STz)2](1)的水解反应过程.首先,在UB3LYP/(LanL2DZ+6-31G(d))理论水平上对水解反应中各平衡构型在气相条件下的有关结构进行全几何优化及振动频率分析;然后,在更高的基组水平LanL2DZ(f)+6-311HG(3df,2dp)上对优化的结构进行单点能计算,并考虑溶剂效应.计算得到水解反应过程中相应的结构特征和详细的反应势能面.对于第一步水解,液相中配合物1的活化能垒为92.9 kJ·mol~(-1),与已经报道的配合物trans.[Ru~ⅢCl_4(2-NH_2-Tz)_2](2)的活化能垒(96.3 kJ·mol~(-1))相接近,并与实验结果相符.对于第二步水解,反应在热力学上优先生成顺式双水解产物,恰如顺铂的水解反应机理一样,存在着所谓"顺式效应".即生成的顺式水解产物有利于其与生物分子靶标的键合,因此,顺式双水解产物在生物反应中有望成为重要的前体药物.本文研究结果有助于深入理解抗癌性Ru(Ⅲ)配合物与相关生物靶标的作用机理.     

戊烯自由基阳离子的密度泛函理论研究

使用密度泛函理论B3LYP方法和6-31G(d,p)、6-31＋G(d,p)、6-311G(d,p)及6-311＋G(d,p)基组，分别对2-C5H10＋和1-C5H10＋的各种构象进行了几何构型优化，并用B3LYP/6-311G(d,p)进行了频率分析计算.计算预言1-C5H10＋具有非平面构型，与以往报导的从头算计算结论相反.在两个自由基阳离子的各种构象的B3LYP几何构型上，进行了B3LYP和UMP2(full)方法的超精细偶合常数计算，得到了比以往更好的结果.     

8-巯基喹啉阴离子的锌配合物及其衍生物的电子光谱性质的含时密度泛函理论研究

采用从头算(ab initio)和密度泛函理论(DFT B3LYP)方法, 对配合物8-巯基喹啉锌Zn(tq)₂及其5种衍生物基态结构进行优化, 用含时密度泛函理论(TD-DFT/B3LYP)及6-31＋G(d)基组计算吸收光谱; 同时用ab initio HF 单激发组态相互作用(CIS)法在6-31G(d)基组上优化其最低激发单重态几何结构, 用含时密度泛函理论计算发射光谱. 结果表明, 电子在基态与激发态间的跃迁, 主要是在配体8-巯基喹啉(tq)环内的电荷转移, 电子从含S的苯硫酚环转移至含N的吡啶环上; 吸收光谱和发射光谱的计算值与实验值基本符合. 该类配合物都是优良的电子传输材料, 改变金属离子和取代基均可以调控发光材料的光谱波段.     

C_3O_2分子结构和光谱的密度泛函理论研究

使用密度泛函理论,在B3LYP/6-31G(d)和B3LYP/6-311G(2d)水平上,研究了C_3O_2分子的可能几何构型,并在6-31G(d)水平上计算了其中2种总能量最小的构型的振动频率,同时与实验观察值进行了比较, 计算结果当C_3O_2分子具有C2v对称性的W型弯曲结构（键角C－C－C和C－C－O分别为162.3°和178.8°）时,振动频率的计算值和实验观察值非常吻合。     

O（~1D）与CF_2HCl反应的理论研究

用量子化学密度泛函理论（DFT）和G3B3方法，对为（~1D）与CF_2HCl的反应 进行了研究，在B3LYP/6-311+G(d)，B3LYP/6-311+G(2df,2pd)和G3B3计算水平上， 优化了反应热能面上各驻点的几何结构，通过内禀反应坐标（IRC）计算和振动分 析，对反应过渡态进行了确认，并确定了反应机理。     

利用密度泛函理论研究α-联噻吩体系H(C_4H_2S)_nH的结构和电子光谱

应用密度泛函理论,在B3LYP/6-31G(d)和CAM-B3LYP/6-31G(d)水平上优化了α-联噻吩体系H(C4H2S)n H(n=2¹3)的基态几何构型;与此同时,利用TD-B3LYP方法计算了H(C4H2S)n H的吸收光谱,得到了其垂直激发能和体系大小n的解析表达式;并采用TD-CAM-B3LYP方法研究了其发射光谱.研究表明,H(C4H2S)n H的基态结构呈现三种构型:螺旋上升型、环型和稍有弯曲的带状结构;其中前两种构型是顺式结构,最后一种构型是反式结构;环型结构具有C2对称性,其他两种结构具有C1对称性.此外,其吸收光谱和发射光谱计算值与实验值吻合.     

并三噻吩及其三种衍生物电子光谱的密度泛函理论研究

采用B3LYP/6-31G(d,p)方法优化得到了并三噻吩(DTT)及其三种衍生物苯基并三噻吩(PDTT)、萘基并三噻吩(TDTT)和噻吩基并三噻吩(NDTT)基态(S0)的稳定几何构型,并通过频率分析加以验证.在TD-B3LYP/cc-pVTZ水平下,计算了它们的电子吸收光谱,计算值与实验值符合得很好.计算结果表明:它们的吸收波长顺序为λNDTTλTDTTλPDTTλDTT.采用TD-B3LYP/6-31G(d,p)方法,优化得到了TDTT和NDTT第一激发态(S1)的几何结构,并在TD-B3LYP/cc-pVTZ水平下计算了它们的发射光谱.