[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.     

Au(I)炔基配合物激发态性质的理论研究

用MP2方法和CIS方法分别优化了Au(I)炔基配合物及相应炔烃的基态和激发态的结构. 计算结果表明, 在基态, 分子有向中间收缩的趋势, Au(I)的修饰作用减弱了配体内部原子间的成键作用. 随着分子链长增长, Au(I)与配体间的相互作用减弱; 激发态的电子跃迁减弱了, Au(I)与配体间的相互作用, 并且这种影响随着分子链增长而更加明显. 计算得出Au(I)炔基配合物体系的荧光发射光谱并发现其独特的发光性质, 说明取代H原子的—AuPH3比—H更具有离子性.     

双核Au(Ⅰ)配合物[Y+]2[Au(i-mnt)]2(Y+=[n-Bu4N]+,K+,[Ph4As]+)发光机制的从头计算研究

用从头算方法研究[Au(i-mnt)]22-(i-mnt=i-marononitriledithiolate)的电子吸收和磷光发射性质,利用MP2和CIS方法分别优化了[Au(i-mnt)]22-基态和激发态几何结构.计算的基态Au(Ⅰ)—Au(Ⅰ)键长为0.2825nm,表明Au(Ⅰ)之间存在弱吸引作用.采用SCRF方法中IPCM模型模拟配合物在乙氰溶液中的行为,计算得到的最大吸收波长为315.5nm,指认X1Ag→A1Au来源于i-mnt配体内电荷转移跃迁.在436.2nm处得到具有B3Au→1Ag跃迁的磷光发射,指认为i-mnt配体内电荷转移和金属到配体电荷转移跃迁,与500nm乙氰溶液的发射相对应,为金属修饰的有机配体发光机制.     

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.     

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.     

两个蒽基Au(Ⅰ)配合物[Au(anbdtim)2]PF6和[Au(anbdtim)2][Au(CN)2]的结构调控和发光转换

合成了2个蒽基配合物[Au (anbdtim)₂]PF₆(1)和[Au (anbdtim)₂][Au (CN)₂](2),其中anbdtim=2-蒽基-4,5-双(2,5-二甲基(3-噻吩基))-1-甲基咪唑。它们含有不同的抗衡阴离子,1中的为PF₆^-,2中的为[Au (CN)₂]^-。这导致2个配合物在溶液和固态中都表现出显著不同的荧光。在CH₂Cl₂溶液中,配合物1和2的荧光发射波长分别为465和445 nm。在固态,1和2的荧光发射波长分别为450和478 nm。有趣的是,配合物2对苯分子很敏感,它在苯中的荧光发射波长为475 nm (量子产率Φ=66.5%),在CH₂Cl₂中为448 nm (Φ=22.9%)。此外,我们利用配合物2的苯溶液蒸发制备了蓝绿色发光固体2-benzene。当交替地除去和再次加入苯,固体2-benzene的荧光发射在蓝绿色(491 nm)和钢蓝色(460 nm)之间可逆地转换。在实验结果的基础上,我们讨论了抗衡阴离子和苯分子对1和2的发光行为的影响。     

两个蒽基Au(Ⅰ)配合物[Au(anbdtim)2]PF6和[Au(anbdtim)2][Au(CN)2]的结构调控和发光转换

合成了2个蒽基配合物[Au(anbdtim)₂]PF₆ (1)和[Au(anbdtim)₂][Au(CN)₂] (2),其中anbdtim=2-蒽基-4,5-双(2,5-二甲基(3-噻吩基))-1-甲基咪唑。它们含有不同的抗衡阴离子,1中的为PF₆^-,2中的为[Au(CN)₂]^-。这导致2个配合物在溶液和固态中都表现出显著不同的荧光。在CH₂Cl₂溶液中,配合物1和2的荧光发射波长分别为465和445 nm。在固态,1和2的荧光发射波长分别为 450和 478 nm。有趣的是,配合物 2对苯分子很敏感,它在苯中的荧光发射波长为 475 nm(量子产率 Φ=66.5%),在 CH₂Cl₂中为448 nm(Φ=22.9%)。此外,我们利用配合物2的苯溶液蒸发制备了蓝绿色发光固体2-benzene。当交替地除去和再次加入苯,固体 2-benzene的荧光发射在蓝绿色(491 nm)和钢蓝色(460 nm)之间可逆地转换。在实验结果的基础上,我们讨论了抗衡阴离子和苯分子对1和2的发光行为的影响。     

[He3H]＋分子基态势能面的从头计算研究

使用CCSD(T)/aug-cc-pVTZ从头计算方法，对[He3H]＋分子的一些特殊构型的电子基态势能进行扫描，并以此为基础对三体相互作用势在惰性气体质子簇中的影响进行了讨论.结果表明即使在这样一个简单的体系中三体相互作用的影响都是不能忽略的.另一方面，在[He3H]＋分子稳定构型附近仅将势能展开至三体相互作用项便可提供较精确的相互作用信息，但在强排斥区域更高阶作用的影响变得越来越突出.本文同时讨论了[He4H]＋的稳态结构. [He3H]＋与[He4H]＋的稳态结构表明,[HenH]＋簇中存在着一个[He2H]＋核.     

甲基三乙氧基硅烷修饰的Ti3+/SiO2复合薄膜的发光性能

采用溶胶-凝胶(Sol-Gel)法, 以正硅酸乙酯(TEOS)和甲基三乙氧基硅烷(MTES)为先驱物, 盐酸为催化剂, 用二步水解法制备了Ti3+/SiO2薄膜和甲基三乙氧基硅烷修饰的Ti3+/SiO2复合薄膜. 采用红外光谱仪、X射线衍射仪、椭偏仪、荧光光谱仪等对膜层性质进行了分析. 结果表明, 掺杂Ti3+的SiO2薄膜分别在250 nm附近有一弱的激发峰, 294 nm附近有一强的激发峰, 在393 nm附近出现一强的发射峰. IR光谱发现, MTES修饰的Ti3+/SiO2复合薄膜的Si—OH的吸收峰强度比Ti3+/SiO2薄膜的略减小, Si—O—Si的吸收峰明显增强, 表明复合薄膜硅氧网络结构更规则, 有利于Ti3+的均匀分散. Ti3+/SiO2薄膜与复合薄膜的孔隙率分别为13.64%和6.66%, 表明MTES的加入使薄膜更致密. 在空气中陈放30 d后, Ti3+/SiO2薄膜已经检测不到荧光发射峰, 而MTES修饰的Ti3+/SiO2复合薄膜荧光强度只下降了18%. 在氮气中陈放30 d后, 普通薄膜与复合薄膜的荧光强度均仅下降了10%. 表明Ti3+的荧光猝灭的主要原因是由于Ti3+被氧化造成的. 溶胶中加入MTES后, 薄膜表面结构得到改善, 有效地防止了Ti3+的氧化, 荧光强度更稳定.     

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).     

Ab inito Study on Enantioselective Reduction of Ketones Catalyzed by Thiazolidino[3,4—c]oxazaborolidines

The ab initio molecular orbital method is employed to study the enantioselective reduction of acetophenone with borane catalyzed by thiszolidino[3,4-c]oxazaborolidine.Computation result shows that the controlling step for the reduction is the decomposition of the catalyst-alkoxyborane adduct and the reduction leads to S-alcohols.The transition atate of the hydride transfer from the borane moiety to the carbonyl carbon of acetophenone is a twisted chair structure with a B(2)-N(3)-BBH3-HBH3-CCo-OCO6-membered ring.     

B[a]A甲基衍生物致癌活性的从头计算研究

甲基多环芳烃的代谢过程中,角环湾区的阳离子及亚甲基阳离子孰是＂终致癌剂＂的理论一直存在争论。本文以B[a]A为例,依据生物体内的代谢模型、应用量子化学从头计算方法和密度泛函理论（DFT）,系统计算了苯并[a]蒽母体及其各个位置取代甲基衍生物代谢过程产物的总能量,发现碳正离子形成的难易程度是引起其致突和致癌活性差异的一个重要因素。计算结果表明,湾区阳离子与甲基阳离子两个亲电活性中心两种作用机制相比较,显然后者的相关性更为明显。     

Ab initio study on structures and stabilities of OLi n hyperlithiated compounds

The geometries of hyperlithiated compounds OLi_n were optimized by means of HF, MP2 and DFT methods with 6-31G basis set. The dissociation energies of those optimized stable geometries of OLi_n were calculated, the results are in good agreement with experimental values; and moreover, the dissociation energy of OLi_6 is predicted. In addition, the fundamental vibrational frequencies were also predicted.     

8-羟基喹啉铝光电性质的Ab initio和DFT研究

利用abinitioHF和密度泛函理论B3LYP等方法,对金属有机配合物8-羟基喹啉铝(AlQ₃)进行几何结构优化,探索分子内部电子跃迁的机理.结果表明,电子从基态跃迁到低激发态时主要为π-π^*跃迁;电荷从含氧的苯酚环转移至含氮的吡啶环上,包括两环之间C→C转移和O→N转移,与金属离子关系不大.考虑到配体对发光性质的贡献,进一步设计了3种AlQ₃的衍生物.     

硝基甲烷异构化反应势能面的ab initio研究

在B3LYP/6-311+ +G(2d,2p)水平上,优化得到硝基甲烷CH3NO2的10种异构体和23个异构化反应过渡态,并用G2MP2方法进行了单点能计算.根据计算得到的G2MP2相对能量,探讨了CH3NO2势能面上异构化反应的微观机理.研究表明,反应初始阶段的CH3NO2异构化过程具有较高的能垒,其中CH3NO2的两个主要异构化反应通道,即CH3NO2→CH3ONO和CH3NO2→CH2N(O)OH的活化能分别为270.3和267.8 kJ/mol,均高于CH3NO2的C-N键离解能.因而,从动力学角度考虑, CH3NO2的异构化反应较为不利.