Au(Ⅰ)电荷转移配合物光谱性质的从头算研究

过渡金属电荷转移配合物的电荷分离是光能转化为电能的光物理过程, 与配合物的电子结构密切相关. 采用从头算方法探索了双核Au(Ⅰ)配合物, cis-[Au2(SHCH2PH2)2]2+(1), cis-[Au2(SHCH2S)2](2) 和cis-[Au2(PH2CH2S)2](3)的电荷转移性质. 采用MP2计算得到基态的Au(Ⅰ)—Au(Ⅰ)距离分别为0.2972, 0.2888和0.2903 nm, 表明Au(Ⅰ)之间存在弱吸引作用; 电子激发使得配合物2和3的金属间的距离缩短了约0.016 nm, 而配合物1仅增长了0.002 nm. CIS方法预测配合物1~3的3A激发态分别产生383, 463和422 nm最低能发射, 具有金属中心(Metal-centered, MC)跃迁和分子内电荷转移(Intramolecular Charge Transfer, ICT)的混合性质.     

双核Au(I)磷硫配合物激发态性质和金属间弱相互作用的从头算研究

采用MP2和CIS方法分别优化双核Au(I)磷硫配合物, [Au₂(SHCH₂SH)₂]^2＋ (1), [Au₂(SHCH₂SH)(PH₂CH₂PH₂)]^2＋(2), [Au₂(PH₂CH₂PH₂)₂]^2＋ (3), [Au₂(SHCH₂SH)(SCH₂S)] (4), [Au₂(PH₂CH₂PH₂)(SCH₂S)] (5)和[Au₂(SCH₂S)₂]^2－ (6), 基态和激发态的结构. 计算结果表明基态时1～6中存在Au(I)-Au(I)弱吸引作用, 激发态时1～5的金属间相互作用明显增强而6则减弱, 这与实验研究结果一致. 单激发组态相互作用计算揭示: 磷硫配体的更替使得Au(I)配合物跃迁性质呈现MC→MMLCT→MLCT的规律性变化(MC: 金属中心; MMLCT: 金属金属到配体电荷转移; MLCT: 金属到配体电荷转移).     

[Au(PH3)]+修饰下苯的激发态性质的理论研究

用MP2和CIS方法分别优化了H3PAuPh(a)、对位(H3PAu)2C6H4(b)和间位(H3PAu)3C6H3(c)的基态和激发态结构. 计算结果表明, [Au(PH3)]+的引入使Au(Ⅰ)配合物的苯环上的电子云密度降低, 削弱了苯基内C—C键的成键作用. 计算得到配合物a~c的最低能量磷光发射分别为443, 461和429 nm, 均属于苯基为π*→π跃迁本质, 并伴有Au(6p)→π(Ph)和Au(6p)→Au(5d)电荷转移性质. 与苯的最低能量磷光发射(413 nm)相比揭示了配合物a~c的发光过程是[Au(PH3)]+修饰的π*→π发光机制.     

异核Au基电荷转移配合物的结构与Au-Rh配合物取代基效应和激发态的理论研究

采用SVWN、XαVWN和MP2方法优化了Au基电荷转移配合物[Au^ⅠM^Ⅰ(CNH)₂(PH₂CH₂PH₂)₂]²⁺(M=Co(1),Rh (2)和Ir(3))的基态结构。计算表明3种方法都能描述Au-M弱相互作用(Au-M距离在0.268～0.302 nm范围内,伸缩振动频率在99～139     

配合物[N,N'-二(亚水杨基)-1,2-乙二胺]Pt(Ⅱ)光谱性质的理论研究

化合物[N,N'-二(亚水杨基)-1,2-乙二胺]Pt(Ⅱ)(1)在OLED材料上具有很大的应用潜力, 我们利用密度泛函(DFT/Lanl2dz)方法计算了它的电子结构和光谱性质. 计算结果与实验值符合得很好. 计算结果表明, 该化合物最低能吸收和三态磷光发射均来自于[L(Phenoxide lone pair)→π*(imine)](LLCT: ligand-to-ligand charge transfer)和[Pt(5d)→π*(Schiff base)](MLCT: metal-to-ligand charge transfer)的混合电荷跃迁. 另外, 计算得到了该配合物在气态中的激发态几何结构. 通过在不同的溶液中计算吸收和发射光谱, 发现该化合物没有明显的溶剂化显色效应, 说明溶液极性对光谱的影响不大.     

联吡啶Ir(Ⅲ)配合物电子结构及光谱性质的理论研究

采用密度泛函理论(DFT)对配合物Ir(ppy)2(N^N)+ [ppy=2-phenylpyrine, N^N=bpy= 2,2’-bipyridine(1); N^N=H2dcbpy=4.4’-dicarboxy-2,2’-bipyridine(2), N^N=Hcmbpy=4-carboxy-4’-methyl-2,2’-bipyridine(3)] 的基态和激发态几何构型进行优化, 通过TDDFT/B3LYP方法得到这些化合物在乙腈溶液中的吸收光谱和磷光发射光谱及其跃迁性质. 研究结果表明, 化合物1 (384 nm), 2(433 nm)和3 (413 nm) 最低的吸收谱被指认为MLCT/LLCT[dIr+π(ppy)→π*(N^N)]电荷跃迁. 化合物1(486 nm), 2(576 nm)和3 (567 nm)最低的磷光发射可以描述为[dIr+π(ppy)]→[π*(N^N)]跃迁. 这是由于联吡啶配体上吸电子基团的引入, 稳定了相应的空轨道, 导致了化合物2和3的吸收和发射光谱红移. 同时, 化合物非线性光学性质的计算结果表明, 三种化合物均具有较大的一阶超极化率(β), 联吡啶配体中吸电子基团的增加, 使得分子内电子转移增强, 导致一阶超极化率增大.     

H2C[P(Ph)2AUX]2和HC[P(Ph)2AUX]3(X=I,CI)型配合物的构象和Au (I)-Au(I)相互作用的从头算研究

根据配合物H₂C[P(Ph)₂AUX]₂(X=I,CI)和HC[P(Ph)₂AUX]₃(X=I,CI)的晶体结构对它们进行了从头算研究,在MP2近似水平下得到绕C-P旋转所产生构象的势能曲线,从而揭示AU(I)－AU(I)相互作用. 计算结果表明,在所研究的四个配合物中均存在AU(I)-AU(I)相互作用,该作用较弱,约为10. 0～16. 5kJ/mol,与Schmibaur的实验估计值和Pyykko等对其它模型配合物的计算结果接近.     

双核Pt(II)配合物的光谱结构和激发态性质的密度泛函理论研究

采用基于第一性原理的密度泛函理论对单核和双核三联吡啶Pt(II)配合物[Pt(trpy)C≡CH]^＋ (1)和[Pt(trpy)C≡ (2)的基态和激发态以及光谱性质进行了系统研究. 结果揭示了双体配合物中Pt—Pt间距离在激发态时明显短于基态时的距离, 而且双体聚合后最低能吸收和发射波长相对单体配合物发生了明显红移, 这种激发的本质被指认为是来自于[d_σ*(d_δ*π*)]的MMLCT (metal-to-metal-to-ligand charge transfer)电荷转移跃迁. 另外, 对研究的配合物, 用VWN (Vosko-Wilk-Nusair)泛函优化得到的几何和用SAOP(轨道势的统计平均)计算的光谱能量和实验值符合得很好, 能够准确反映实验现象.     

双核Pt(II)配合物的光谱结构和激发态性质的密度泛函理论研究

采用基于第一性原理的密度泛函理论对单核和双核三联吡啶Pt(II)配合物[Pt(trpy)C≡CH]^＋ (1)和[Pt(trpy)C≡ (2)的基态和激发态以及光谱性质进行了系统研究. 结果揭示了双体配合物中Pt—Pt间距离在激发态时明显短于基态时的距离, 而且双体聚合后最低能吸收和发射波长相对单体配合物发生了明显红移, 这种激发的本质被指认为是来自于[d_σ*(d_δ*π*)]的MMLCT (metal-to-metal-to-ligand charge transfer)电荷转移跃迁. 另外, 对研究的配合物, 用VWN (Vosko-Wilk-Nusair)泛函优化得到的几何和用SAOP(轨道势的统计平均)计算的光谱能量和实验值符合得很好, 能够准确反映实验现象.     

钒(Ⅴ)巯基苯酚双齿配合物从头算研究

运用Ｇ９４Ｗ量子化学程序包,采用ＬＡＮＬ２ＤＺ基组,对钒与Ｈ２ｍｐ（ｏ－巯基苯酚）形成的双齿配合物结构单元Ｖ（ｍｐ）３ｎ－（ｍｐ＝ＯＣ６Ｈ４Ｓ２－,ｎ＝１,２）进行从头算研究．探讨这些配合物结构单元的稳定性、分子轨道能量、原子净电荷布居规律以及一些前沿分子轨道的组成特征等,为过渡金属双齿配合物的合成、分子组装分析及其在酶和蛋白质中的活性部位研究提供理论参考．     

H3PAuR型单核Au(Ⅰ)配合物的结构和非线性光学系数的量子化学计算比较

采用量子化学ab initio和DFT中的不同方法和基组对H3PAuR型单核Au(Ⅰ)配合物结构和二阶NLO系数进行计算,探讨不同计算方法和Au基组对计算结果产生的影响.对计算结果分析表明,不同计算方法对Au(Ⅰ)配合物结构和二阶NLO系数影响较大,其中用考虑电子相关效应的DFT-B3LYP和MP2方法优化得到的Au—P配键长比用HF方法的短,相应的二阶NLO系数比HF方法的大2倍左右;同一计算方法下,Au基组中d轨道个数增加优化得到的Au—P配键键长减小;随着Au基组的增大,前线分子轨道能级差减小,其中SDD和CEP-121G基组之间的变化更明显.基组变化对分子二阶NLO系数的影响较小,多数分子Au取不同基组计算的βμ值相差在10%以内.     

钒邻苯二酚双齿配合物从头算研究

运用Gaussian 94W量子化学程序包,采用LanL2DZ基组,对钒邻苯二酚双齿配合物结构单元V(cat)₃^n-(n=1,2)进行从头算研究。探讨这些配合物的稳定性、分子轨道能量、原子净电荷布居规律以及处于前沿的一些分子轨道的组成特征,为过渡金属双齿配合物的合成、分子组装及其在酶和蛋白质中的活性部位研究提供理论参考。     

H3PAuR型单核Au(Ⅰ)配合物的结构和非线性光学系数的量子化学计算比较

采用量子化学ab initio和DFT中的不同方法和基组对H3PAuR型单核Au(Ⅰ)配合物结构和二阶NLO系数进行计算, 探讨不同计算方法和Au基组对计算结果产生的影响. 对计算结果分析表明, 不同计算方法对Au(Ⅰ)配合物结构和二阶NLO系数影响较大, 其中用考虑电子相关效应的DFT-B3LYP和MP2方法优化得到的Au—P配键长比用HF方法的短, 相应的二阶NLO系数比HF方法的大2倍左右; 同一计算方法下, Au基组中d轨道个数增加优化得到的Au—P配键键长减小; 随着Au基组的增大, 前线分子轨道能级差减小, 其中SDD和CEP-121G基组之间的变化更明显. 基组变化对分子二阶NLO系数的影响较小, 多数分子Au取不同基组计算的βμ值相差在10%以内.     

三联吡啶Pt(Ⅱ)配合物的基态和激发态的理论研究

为了探究取代基对三联吡啶Pt(Ⅱ)配合物发光性质的影响, 采用MP2和CIS方法分别对配合物[Pt(trpy)C≡CC6H4R]+[trpy=2,2',6',2″-Terpyridine; R=NO2(1), Cl(2), H(3), CH3(4)]的基态和激发态的几何构型进行了优化, 通过TDDFT/B3LYP方法得到了这些化合物在二氯甲烷溶液中的磷光发射光谱以及它们的跃迁性质. 研究结果表明, 由于NO2的强吸引作用以及在C≡CC6H4NO2部分可能存在的电子共振结构, 化合物1的最低发射可以指认为Pt—C≡C→trpy(3MLCT/3LLCT) 的跃迁, 并且还有很大的一部分来自于π→π*(C6H4NO2) 跃迁的贡献, 而化合物3和化合物4由于含有给电子基团, 因此其最低发射仅仅是来自于3MLCT/3LLCT的跃迁. 但是并不是所有的取代基为吸电子基团时都能有类似的π→π*跃迁性质. 对于化合物2, Cl是仅次于NO2的吸电子取代基, 但是由于缺少电子共振的贡献, 它的跃迁性质却与化合物3和4相同. 另外, 激发态几何相对于基态几何没有发生太大的变化, 这与实验上所观察到的较小斯托克斯频移现象一致.     

Au(Ⅲ)、Ag(Ⅰ)与巯基乙酰苯胺的配合物及其在贵金属回收中的应用

早期巯基乙酰苯胺(mereaptoacetaniⅠ简写MAA)曾作分析试剂使用^[1,2],其Au(Ⅰ)配合物的合成及在医疗中的应用已有报道^[3,4]。但它的Au(Ⅲ)配合物的合成、表征,Au(Ⅰ)、Ag(Ⅰ)配合物的表征以及它们通过高温裂解法用于回收贵金属的工作尚未见报道。本文对此进行了一些试探研究。     

Au的乙炔配合物非线性光学性质的量子化学计算

对过渡金属Au的有机配合物Ph3PAuC≡CR (R＝C6H4OCH3, Ph, C6H4NO2和PyNO2)的极化率和一阶、二阶超极化率进行了量子化学计算. 构型在B3LYP/CEP-121G水平优化. 用有效模型势方法和二阶多体微扰方法分别考虑了相对论效应和电子相关效应. 对基组进行了慎重的选择, 以ECP-HYPOL基组为对照标准, 在LFK基组基础上简化得到一个较小的基组LFK2. 计算结果与实测结果趋势一致.     

Ag(Ⅰ)、Au(Ⅲ)、Pt(Ⅳ)离子与DNA相互作用的光谱研究

本文用中药小檗碱作为探针分子,在0.01mol·L^-1醋酸-醋酸钠缓冲体系中,用荧光和紫外-可见吸收光谱研究了贵金属离子Ag(Ⅰ)、Au(Ⅲ)、Pt(Ⅳ)与DNA的相互作用。在三种贵金属离子中,Au(Ⅲ)、Pt(Ⅳ)离子对小檗碱-DNA体系均具有明显的荧光猝灭作用,而Ag(Ⅰ)离子对该体系有强烈的荧光敏化作用。分别求出了三种贵金属离子与DNA的结合常数。三种贵金属离子与DNA结合能力的强弱顺序依次为:Au(Ⅲ) >Ag(Ⅰ) >Pt(Ⅳ)。探讨了三种贵金属离子与DNA的作用机理及导致结合力不同的原因。     

三联吡啶铂(Ⅱ)配合物光谱性质的密度泛函研究

采用密度泛函理论方法(DFT),对三联吡啶铂(Ⅱ)配合物的结构与电子光谱进行了系统研究.筛选的PBE/LanL2DZ(6-311+G(d))—BMK/LanL2DZ(6-31+G(d))方法,计算结果能较好地与实验值吻合:对光谱峰波长的计算,吸收光谱和发射光谱平均误差分别为14 nm和17 nm.通过对前线分子轨道的分析,归属了各光谱峰的跃迁类型.计算结果表明,不同推拉电子效应的取代基对配合物光谱峰的位置和跃迁类型具有较大影响,为已有的实验结论提供了有力的理论阐述.     

含Dawson结构杂多钨磷(砷)酸电荷转移配合物的合成、结构与性质

近年来,有机多金属氧酸盐电荷转移配合物由于有特殊的光、电、磁性质在催化、功能材料及药物化学等领域受到研究者的广泛关注［１］。自从１９８８年法国的Ｌ．Ｏｕａｈａｂ［２］首次报道（ＴＴＦ）６ＰＷ１２Ｏ４０（Ｅｔ４Ｎ）２的合成以来,已见报道的多金属氧酸盐仅限于ＡｎｄｅｒｓｏｎＥｖａｎｓｅ、ｌｉｎｄｑｕｉｓｔ和Ｋｅｇｇｉｎ结构的多阴离子,对它们功能性质的系统研究也未见文献报道。为了研究阴离子的大小和形状对标题化合物功能性质的影响,作者在以前工作的基础上［３,４］,首次以Ｄａｗｓｏｎ结构杂多钨磷（砷）…