溶剂化效应对6-亚甲基环戊二烯酮与HCN的反应机理影响的理论研究

在B3LYP/6-311+G**计算水平上, 采用导体极化连续模型研究了溶剂化效应对6-亚甲基环戊二烯酮与HCN反应生成主要产物b类酸的反应机理的影响. 计算结果表明, 在溶剂中的反应机理与在气相中的反应机理一致. 溶剂化效应使反应路径中各驻点的自由能降低, 稳定化了各物质. 溶液中的活化自由能与气相相比也有所降低, 反应更容易发生, 其中CC进攻方式的活化自由能降低得更多.     

氢甲酰化反应溶剂效应的量子化学研究

在B3LYP/6-31G(d, p)(Rh和P采用LANL2DZ + Polar)水平下,利用自洽反应场（SCRF）的Onsager模型,系统研究了C6H12、C6H6、THF、CH2Cl2、CH3OH和H2O（相对介电常数ε分别为2.02、2.25、7.58、8.93、32.63和78.39）六种溶剂对乙烯氢甲酰化反应中各驻点的结构和反应机理的影响.分别在上述溶剂中优化了反应物、产物、中间体和过渡态的结构,并计算了自由能和活化自由能.计算结果表明,不同溶剂对反应势能面上各驻点的结构和能量均有一定的影响,而且随着相对介电常数ε的增加,反应的活化自由能下降.水是以上六种溶剂中最佳的溶剂,这与大量的实验研究结果一致.     

二价离子溶剂化自由能的计算—玻恩方程的应用

离子溶剂化自由能是一个很重要的热力学参数,求得溶剂化自由能后,不仅可以了解离子溶剂化的性质,而且由此还可以计算其它热力学函数。由于单个离子不能独立存在,所以不能由实验直接测得单个离子的溶剂化自由能。1920年,玻恩根据静电模型,提出计算单个离子溶剂化自由能的公式如下:     

二氯二氰基苯醌及其阴离子自交换电子转移反应的理论研究

基于非平衡溶剂化能的约束平衡方法和溶剂重组能的新表达式, 实现了电子转移反应溶剂重组能的数值解, 研究了二氯二氰基苯醌(DDQ)及其阴离子体系DDQ-之间的自交换电子转移反应. 考虑了DDQ与DDQ-分子以平行方式形成受体-给体络合物时的两种构型. 引入线性反应坐标, 计算了该反应在不同溶剂中的溶剂重组能. 基于两态变分模型得到了反应的电子耦合矩阵元. 根据电子转移动力学模型, 计算了该自交换电子转移反应的速率常数.     

非平衡溶剂化的连续介质模型和超快过程溶剂效应

在连续介质理论基础上, 根据Jackson的能量积分公式导出非平衡态静电自由能和溶剂化能的正确表达式. 引入“弹簧能”概念, 对平衡态和非平衡态的静电能构成给出了合理解释, 即此能量由溶质自由电荷和溶剂极化电荷的自能、 两者之间的相互作用能和极化电荷的“弹簧能”构成. 对目前几种代表性的非平衡溶剂化理论进行了论证和比较, 指出其中存在的基本理论问题. 根据新的非平衡溶剂化能建立了电子转移反应溶剂重组能的双球模型、 光谱移动的单球孔穴点偶极模型, 多级展开方法和非平衡溶剂效应的数值解方法.在Poisson方程求解中引入类导体屏蔽模型, 建立了任意孔穴极化电荷数值解方法并应用到Closs-Miller电子转移体系, 得到与实验值吻合的溶剂重组能, 解决了传统非平衡溶剂化理论高估溶剂重组能的问题.     

二苯甲酰甲烷互变异构反应机理溶剂效应的理论研究

采用密度泛函B3LYP方法,在6-31+G(d,p)基组水平上对二苯甲酰甲烷质子转移引起的酮式-烯醇式互变异构反应机理进行了计算研究,获得了零点能、总能量、吉布斯自由能及质子转移过程的反应焓、活化能、活化吉布斯自由能和速率常数等参数.3种非质子溶剂中的优化和频率计算采用Onsager模型进行计算.计算结果表明,不论在气相还是3种溶剂中,二苯甲酰甲烷的烯醇式较酮式稳定,烯醇式向酮式气相转变需要较高的活化能垒,在不同极性的溶剂中,随着溶剂介电常数的增大,异构化反应活化能垒减小,反应速率常数增大.     

基于原子表面的蛋白质水合自由能预测模型

提出了一种计算蛋白质水合自由能的简化模型（SAWSA 2）.模型把蛋白质分子中的原子分为20种不同的原子类型,通过每类原子的溶剂可及化表面以及相应的溶剂化参数,就可以得到分子的水合自由能.不同原子类型的溶剂化参数通过110个蛋白质分子水合自由能拟合得到,水合自由能的标准值采用了基于求解Possion-Boltzmann方程（PB）以及分子表面计算（SA） 相结合的方法.采用得到的模型,预测了20个蛋白质分子的水合自由能,预测值的相对值和绝对值都能和PB/SA的计算值很好地吻合,大大优于两种已报导的水合自由能模型.     

卟啉-酞菁分子内能量传递和电子转移的溶剂效应

用稳态荧光光谱研究了以氧原子和哌嗪作为连接基的卟啉酞菁二元分子在不同溶剂中的分子内能量传递和电子转移过程结果表明;分子内的能量传递和电子转移是两个相互竞争的过程，在非极性溶剂中，激发单重态的能量传递是主要过程，而在极性溶剂中则以电子转移为主运用Rehm-Weller公式计算了两种二元化合物在不同溶剂中的电子转移反应的自由能变化△G0ET，表明溶剂的极性对电子转移反应的自由能变化△G0ET影响很大极性越大;体系中的电子转移反应的△G0ET、越负，电子转移反应越易进行由于电子转移过程较能量传递过程进行得快，所以表现为体系中能量传递效率降低而电子转移效率增大。两种二元化合物的能量传递效率（φEnT）利和电子转移效率（φET）随溶剂的极性的变化具有相同的变化趋势     

水溶液中铵离子pKa值的理论计算

在HF/6-31+G*和B3LYP/6-31+G*水平上, 采用导体极化连续模型(CPCM)及UAKS孔穴计算了11种铵离子在水溶剂中的溶剂化自由能, 与实验值相比较, 平均误差和标准偏差分别为0.17, 12.04和0.96, 10.96 kJ/mol. 结合B3LYP/6-31+G*水平上的11种铵离子气相质子转移反应自由能, 得到了水溶剂中的绝对pKa值, 计算结果与实验数据吻合得很好, 相应的平均误差和标准偏差分别为0.05, 1.50和0.45, 1.40 pKa单位. 可见, 采用CPCM-UAKS模型能够较为精确地计算铵离子型化合物的绝对pKa值.     

过氧化氢与苯乙烯环氧化的反应机理及溶剂效应

以过氧化氢与苯乙烯环氧化为模型反应, 采用Materials Studio软件中Dmol³模块, 模拟计算了过氧化氢与苯乙烯的环氧化反应机理. 并用连续介质-类导体屏蔽模型(COSMO)研究了反应体系分别在三种质子性溶剂(水, 乙醇, 叔丁醇)中的溶剂化效应. 为研究溶剂分子直接参与反应的微观过程, 用离散介质模型模拟了单个水分子、乙醇分子和叔丁醇分子分别对反应的影响. 两种溶剂模型所得的结果一致, 叔丁醇作溶剂时反应活性最好, 乙醇次之; 质子性溶剂能够促进过氧化氢分子的异裂, 形成活性氧物种, 从而使反应能垒降低.     

苯砜基环烷酸酯类化合物的分子结构与色谱保留的定量关系

根据线性溶解能理论，导出一种理论线性溶解相关模型，应用该模型及量子化学ＡＭＩ算法计算的分子结构参数，得出苯砜基环烷酸酯类化合物的分子结构与色谱保留定量关系方程，这个方程可以应用于同类化合物在同样色谱条件下保留行为的预测。研究表明，该类化合物的容量因子随着分子平均极化率的增大而增大，随着偶极矩和的分子中与硫原子相键合的氧原子的净电荷的增大而减小。     

Comparison of an empirical and a theoretical linear solvation energy relationship applied to the characterization of solute distribution in a poly(ethylene) glycol-salt aqueous biphasic system

A Linear Solvation Energy Relationship (LSER) developed by Abraham has been applied to the partition of organic solutes in an Aqueous Biphasic System (ABS) and to published values of their 1-octanol/water partition coefficients. The results are compared to the application of a conceptually similar Theoretical Linear Solvation Energy Relationship (TLSER) developed by Famini and co-workers. Differences and similarities in the molecular properties highlighted by each LSER are discussed. The theoretical relationship of Famini, although modeled on the approach of Abraham, seems not to encapsulate molecular properties in the same way as the Abraham's empirical relationship. However, this theoretical approach has the great merit of computational simplicity, and it is concluded that efforts directed toward its improvement could be rewarding.     

Estimation of n-Octanol/water Partition Coefficients （lgKow） and the Aqueous Solubility （-lgSw） of all PCDF Congeners by Density Functional Theory

1 INTRODUCTION As is widely known, PCDFs together with poly- chlorinated dibenzo-p-dioxins (PCDDs) and poly- chlorinated biphenyls (PCBs) have been included in many blacklists, such as “persistent organic pol- lutants (POPs)” and suspected “environmental en- docrine disruptors (EEDs)”. This is because PC- DFs are chemically and thermally stable and com- plex PCDF mixtures are generally resistant to bio- degradation. Although the concentration of these chemicals is quite low o…     

苯砜基羧酸酯类急性毒性的QSAR研究

采用密度泛函理论方法, 在B3LYP/6-31G(d)理论水平下, 计算了56种苯砜基羧酸酯类化合物的量子化学参数. 计算结果表明, 酯基连接的烷烃链亲水性越小, 毒性越大; 苯环连接的取代基亲水性越大, 毒性越大; 分子的体积越大, 毒性越小; 分子产生氢键的能力越大, 毒性越小; 分子最高占据轨道能量越高, 毒性越大.