用密度泛函理论研究两种金属镍席夫碱配合物的电子结构和光谱性质

采用密度泛函理论(DFT),在B3LYP/6-31+G(d)-LANL2DZ水平上,研究了两种Ni(II)的席夫碱配合物1和2基态的几何结构,并在相同水平上进行了频率分析以确认稳定点的性质.基于优化的几何构型,在TDB3LYP/6-31+G(d)-LANL2DZ水平上,采用极化连续介质模型(PCM)在N,N-二甲基甲酰胺溶液中计算了配合物1和2的电子结构和紫外吸收光谱.结果显示,当配体对位上的Br原子被-NO2取代时,配合物的HOMO-LUMO能级差增大,从而导致配合物2的最大吸收波长相对于配合物1的发生蓝移.     

两种Zn(Ⅱ)配合物电子结构和光谱性质的理论研究

为了探究Zn(Ⅱ)配合物Zn(ATSM)(A)和Zn(BTSC)(DMSO)(B)的电子结构和光谱性质,采用M06方法优化了它们的基态几何构型,并利用计算得到的电子结构信息绘制了配合物在吸收过程中的电子云分布图.理论模拟出的吸收光谱数据与实验结果吻合较好.而且,在理论上检测到了实验上没有报道到的吸收峰.     

腙基席夫碱配体铜(Ⅱ)配合物的合成、结构表征、生物活性和密度泛函理论计算

以甲醇为介质,合成了3种新的席夫碱配体HL¹(2-hydroxybenzaldehyde2-(2-oxo-1,2-diphenylethylidene)hydrazone)、HL²(4-hydroxybenzaldehyde2 -(2 - oxo- 1,2 -diphenylethylidene)hydrazone)和 L³(2 -methoxybenzaldehyde2-(2-oxo-1,2-diphenylethylidene)hydrazone)的Cu(Ⅱ)配合物1~3。通过元素分析、光谱方法、磁化率测量和密度泛函理论(DFT)计算对配合物进行了表征。通过单晶X射线衍射研究对合成的配体进行了结构表征。通过DFT计算确定了配合物的优化结构。通过紫外可见吸收光谱和荧光发射光谱研究了配合物与小牛胸腺DNA(CT-DNA)的结合能力。吸收光谱研究揭示了增色效应,并提出了与CT-DNA相互作用的可能模式。溴化乙锭(EB)竞争结合研究表明,配合物可以取代 DNA-EB 加合物中的 DNA,且配合物可能以嵌入模式与 CT-DNA结合。配合物对革兰氏阴性肺炎克雷伯菌、大肠杆菌、鲍氏志贺菌和革兰氏阳性金黄色葡萄球菌的体外抗菌活性研究表明,配合物2对肺炎克雷伯菌和鲍氏志贺菌具有明显抗菌活性,但配合物1和3没有表现出任何显著的抗菌活性。     

腙基席夫碱配体铜(Ⅱ)配合物的合成、结构表征、生物活性和密度泛函理论计算

以甲醇为介质,合成了3种新的席夫碱配体HL¹(2-hydroxybenzaldehyde2-(2-oxo-1,2-diphenylethylidene)hydrazone)、HL²(4-hydroxybenzaldehyde2-(2-oxo-1,2-diphenylethylidene)hydrazone)和 L³(2-methoxybenzaldehyde2-(2-oxo- 1,2-diphenylethylidene)hydrazone)的Cu(Ⅱ)配合物1~3。通过元素分析、光谱方法、磁化率测量和密度泛函理论(DFT)计算对配合物进行了表征。通过单晶X射线衍射研究对合成的配体进行了结构表征。通过DFT计算确定了配合物的优化结构。通过紫外可见吸收光谱和荧光发射光谱研究了配合物与小牛胸腺DNA(CT-DNA)的结合能力。吸收光谱研究揭示了增色效应,并提出了与CT-DNA相互作用的可能模式。溴化乙锭(EB)竞争结合研究表明,配合物可以取代 DNA-EB 加合物中的 DNA,且配合物可能以嵌入模式与 CT-DNA结合。配合物对革兰氏阴性肺炎克雷伯菌、大肠杆菌、鲍氏志贺菌和革兰氏阳性金黄色葡萄球菌的体外抗菌活性研究表明,配合物2对肺炎克雷伯菌和鲍氏志贺菌具有明显抗菌活性,但配合物1和3没有表现出任何显著的抗菌活性。     

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.     

基于季戊四胺席夫碱的Ni(Ⅱ)和Cu(Ⅱ)配合物的合成、结构及其抑菌活性

以4-甲氧基水杨醛和季戊四胺进行缩合反应得到席夫碱化合物H_4L,然后将配体H_4L分别与Ni(Cl O_4)_2·6H_2O、Cu(Cl O_4)_2在乙醇溶液中进行配位反应,得到2个席夫碱配合物[Ni_2(L)]·DMF(1)和[Cu_4(L)_2(DMSO)_3]·2DMSO(2)。并用元素分析、FT-IR和X射线单晶衍射进行了表征。配合物1和2都属于三斜晶系,P1空间群,配合物1和2都为双核配合物。初步研究了配体和配合物的体外抑菌活性,结果表明,配体及其配合物1和2对金黄色葡萄球菌具有一定的抑菌活性。     

基于季戊四胺席夫碱的Ni(Ⅱ)和Cu(Ⅱ)配合物的合成、结构及其抑菌活性

以4-甲氧基水杨醛和季戊四胺进行缩合反应得到席夫碱化合物 H₄L, 然后将配体H₄L分别与Ni(ClO₄)₂·6H₂O、Cu(ClO₄)₂在乙醇溶液中进行配位反应, 得到2个席夫碱配合物[Ni₂(L)]·DMF (1)和[Cu₄(L)₂(DMSO)₃]·2DMSO (2)。并用元素分析、FT-IR和X射线单晶衍射进行了表征。配合物1和2都属于三斜晶系, P1 空间群, 配合物1和2都为双核配合物。初步研究了配体和配合物的体外抑菌活性, 结果表明, 配体及其配合物1和2对金黄色葡萄球菌具有一定的抑菌活性。     

席夫碱锰(Ⅱ)配合物的合成及结构表征

由乙酰丙酮和1R,2R-环己二胺缩合得到N,N’-双(乙酰丙酮)-1R,2R-环己二胺的席夫碱配体L,然后与MnCl2.4H2O进行配位反应,得到了配合物[Mn(L)Cl2]n.nH2O,并用元素分析、FT-IR和X-射线单晶衍射进行了表征。结果表明,配合物属于单斜晶系,空间群P21,晶体学参数:a=9.2719(14),b=18.871(3),c=24.767(4),β=98.346(4),Z=2,Dc=0.854g.cm-3,F(000)=1164,R1=0.1201,wR2=0.2968[Ⅰ>2σ(Ⅰ)]。在配合物中,每个Mn(Ⅱ)的配位环境都是三角双锥,每个Mn(Ⅱ)离子同时与3个配体配位,每个配体L通过其两臂乙酰丙酮亚胺单元的端基氧原子同2个金属离子配位桥连形成二维网状结构。     

三种黄酮类化合物的电子吸收光谱的理论研究

黄酮类化合物普遍存在于天然产物中,具有多种生理活性.本文中我们用密度泛函理论优化了3种黄酮类化合物的几何结构,用含时密度泛函理论计算了它们的垂直激发能,并拟合了它们的电子吸收光谱,同时还预测了它们的抗氧化活性.结果表明,拟合的光谱与实验光谱符合较好,很好地解释了实验光谱;3种黄酮类化合物的抗氧化活性均高于维生素C.     

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.     

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.     

含有共轭炔基的发光Pt(Ⅱ)配合物发光性质的密度泛函理论研究

本文利用密度泛函(DFT)和含时密度泛函(TDDFT)方法研究了一系列配合物Pt(ppy)(C≡C)_nPh(ppy=6-phenyl-2,2′-bipyridine n=1～6)的基态和激发态的电子结构和发射光谱。计算揭示,当(C≡C)_n链长n=1～3时,配合物1～3的磷光发射被指认为是 ³[π^*(ppy) → Pt(5d),π((C≡C)_nPh)](³LMCT/³LLCT)的混合电荷跃迁。而当n=4～6时,配合物4～6的磷光发射主要是来自于(C≡C)_nPh配体内部³ππ^*跃迁(³ILCT)和少部分的³LLCT微扰跃迁。通过分析前线轨道成份,可以预测当炔基链长n趋于∞时,电荷跃迁将完全发生在炔基链的π轨道之间。     

两个含二齿席夫碱配体单核镍(Ⅱ)和铜(Ⅱ)配合物的合成、结构及抗菌活性

在溶剂热条件下合成了2种含HL（HL=（N-（3-甲基亚水杨基）吲哚乙胺）配体的金属配合物Ni（L）₂（1）和Cu（L）₂（2）,并通过热重分析、红外光谱、元素分析和单晶X射线衍射表征其结构。配合物1和2均属于单斜晶系,空间群为P2₁/n。配合物1的晶胞参数为a=1.481 6（7）nm,b=1.310 0（6）nm,c=1.668 7（7）nm,β=111.346（7）°,配合物2的晶胞参数为a=1.479 7（2）nm,b=1.299 41（19）nm,c=1.667 6（2）nm,β=111.537（3）°。配合物1和2具有类似的单核结构,通过分子内C-H…O氢键和分子间D-H…π氢键作用分别将其进一步延伸为三维超分子结构。而且,通过琼脂扩散法对配合物和配体的抗菌活性进行了细致的筛选,实验结果表明配合物1和2比配体具有更优异的抑菌效应。     

两个含二齿席夫碱配体单核镍(Ⅱ)和铜(Ⅱ)配合物的合成、结构及抗菌活性

在溶剂热条件下合成了2种含HL（HL=（N-（3-甲基亚水杨基）吲哚乙胺） 配体的金属配合物Ni（L）₂（1）和Cu（L）₂（2）,并通 过热重分析、红外光谱、元素分析和单晶X射线衍射表征其结构。配合物1和2均属于单斜晶系,空间群为P2¹/_n。配合物1的 晶胞参数为a=1.481 6（7） nm,b=1.310 0（6） nm,c=1.668 7（7） nm,β=111.346（7）°,配合物2的晶胞参数为a=1.479 7（2） nm,b=1.299 41（19） nm,c=1.667 6（2） nm,β=111.537（3）°。配合物1和2具有类似的单核结构,通过分子内C-H…O氢键和分子间D-H…π氢键作用分别将其进一步延伸为三维超分子结构。而且,通过琼脂扩散法对配合物和配体的抗菌活性进行了细致的筛选,实验结果表明配合物1和2比配体具有更优异的抑菌效应。     

几种(C^N)PtIIQ型配合物的电子结构和紫外-可见吸收光谱

在B3LYP/LANL2DZ水平上优化了三种(C^N)PtIIQ 型配合物基态的几何结构, 进行了频率计算, 并采用含时密度泛函(TD-DFT)方法结合极化连续体模型(PCM)计算了目标配合物在CH2Cl2溶液中的电子结构和紫外-可见吸收光谱. 计算值与文献报道值相似. 计算结果表明这三种(C^N)PtIIQ型配合物在可见光区都有强度较大而且宽的吸收峰, 它们的最低能量吸收峰的跃迁具有ILCT(配体内部电荷转移)和部分MLCT(金属向配体的电荷转移)的特征, 不同于PtIIQ2型配合物在多数情况下表现出的ILCT的跃迁性质.     

几种（C^N）Pt^ⅡQ 型配合物的电子结构和紫外-可见吸收光谱

在B3LYP/LANL2DZ水平上优化了三种(C^N)PtⅡQ型配合物基态的几何结构,进行了频率计算,并采用含时密度泛函(TD-DFr)方法结合极化连续体模型(PCM)计算了目标配合物在CHCl2溶液中的电子结构和紫外.可见吸收光谱.计算值与文献报道值相似.计算结果表明这三种(C^N)PtⅡQ型配合物在可见光区都有强度较大而且宽的吸收峰,它们的最低能量吸收峰的跃迁具有ILCT(配体内部电荷转移)和部分MLCT(金属向配体的电荷转移)的特征,不同于PtⅡQ2型配合物在多数情况下表现出的ILCT的跃迁性质.     

配体结构对钌(Ⅱ)联吡啶配合物的电子结构的影响

本文用CNDO/2方法计算获得了钌(Ⅱ)联吡啶配合物［Ru(bpy)₂(LL)］²⁺的电子结构参数(其中LL为二齿螯合配体，2-(3-硝基苯基)吡啶阴离子，3-甲基-5-(2′-吡啶基)-1，2，4-三唑阴离子，5，5′-二甲基-2，2′-二-1，3，4-硫代吡咯，2，3-二(2-吡啶基)喹喔啉，邻苯醌二亚胺，邻苯醌。讨论了配体LL的结构对该系列配合物的电子结构、光谱和电化学性能的影响。计算结果与实验结果相吻合，体现的规律性也是一致的。     

高效膦基锇配合物磷光材料的结构和光谱性质

采用B3LYP和UB3LYP方法分别优化了一系列(N^N)2Os(P^P)[P^P=1,2-双(膦基)-甲基,N^N=5-(苯并咪唑-2-基)-3-三氟甲基吡啶(1);ibfpH=5-(1-异丙基-苯并咪唑-2-基)-3-三氟甲基吡啶(2);fppzH=5-(吡啶-2-基)-3-三氟甲基吡啶(3);tfpH=5-(噻唑-2-基)-3-三氟甲基吡啶(4);btfpH=5-(苯基噻唑-2-基)-3-三氟甲基吡啶(5)]配合物的基态和激发态结构.计算得到的Os-P(1),Os-N(1)和Os-N(2)基态键长和相应实验值符合较好.相对于基态,激发态几何结构变化较小,与实验上观察到的斯托克斯频移相一致.配合物1-5的最高占据分子轨道主要由Os的d轨道和N^N配体的π轨道构成,而它们的最低空轨道主要由N^N配体的π反键轨道占据,前线分子轨道能量受N^N配体影响较大.在TD-DFT计算水平下结合PCM溶剂模型,得到配合物1-5的最低能吸收和发射分别在415,416,465,458,481nm和541,538,569,629,655nm.这些跃迁均来自于HOMO→LUMO的激发,具有MLCT/ILCT混合跃迁性质,并且它们的高能吸收也具有相似的跃迁特征.发射波长的巨大差异显示出通过调节N^N配体的π电子捐赠能力可以实现对此类配合物发光颜色的调节.     

钌(Ⅱ)的氮杂环配体配合物的CNDO/2理论研究

本文运用CNDO/2方法经SCF计算获得了钌(Ⅱ)配合物Ru(L)₃²⁺(其中L=bpy, bpm和bpz)，分别是2，2′-联吡啶，2，2′- 联嘧啶，2，2′- 联吡嗪)和Ru(bpy)₂(bqdi)²⁺(其中bqdi是邻二亚胺苯醌)的电子结构参数，并且从电子微观结构层次研究了它们的结构—性能关系。计算结果与实验事实相吻合。     

联吡啶钌配合物[Ru(Htcterpy)X3]3-[X=NCS,CN,Cl]的电子结构和光谱性质的理论研究

利用DFT中的B3LYP方法优化了3个联吡啶钌配合物[Ru(Htcterpy)X3]3-[tcterpy=4,4',4"-tricarboxy-2,2'∶6',2"-terpyridine, X=NCS(1), CN(2), Cl(3)]的基态几何结构, 得到的几何参数与实验结果吻合得很好. 采用TD-DFT方法, 得到了配合物1~3在气态和溶液(乙醇溶液和水溶液)中的激发态电子结构和电子吸收光谱. 利用SCRF方法中的CPCM模型来模拟溶剂化效应. 研究结果表明, 配合物1~3在气态和溶液中的吸收跃迁性质相似, 低能吸收均被指认为MLCT和LLCT的混合跃迁, 高能吸收均被指认为三联吡啶配体内的π→π*跃迁. 溶剂化效应使配合物1~3在溶液中的吸收光谱蓝移.