胺(或氨) - CHCl3系CT复合物密度泛函法研究

报道对氨(NH3母体)、甲胺(CH3NH2)、二甲胺[(CH3)2NH]、三甲胺[(CH3)3N]与三氯甲烷(CHCl3)形成的系列复合物的理论研究结果。把复合物看作一个超分子,在B3LYP/6-311G(d,p)的水平上进行密度泛函法计算,并运用完全均衡校正法进行基组超位误差校正(BSSE)。探讨该系列复合物的电子结构与相关性质,如稳定性、电荷转移及主要几何参数的变化规律等,结果表明,形成复合物的稳定性次序为NH3－CHCl3(Ⅰ)>CH3NH2-CHCl3(Ⅱ)>(CH3)2NH-CHCl3(Ⅲ)>(CH3)3N-CHCl3(Ⅳ)。形成复合物的过程包含着电荷转移。该系列复合物的稳定性与电荷转移量、前线轨道能量差△εL-H及广义H键距离良好的线性关系,与结合点的电荷布居也有密切的关系,复合物的稳定性是分子间共价作用和静电作用两方面因素综合的结果。计算结果能较好地解释有关的实验现象和规律。     

胺(或氨)一CHCI3系CT复合物密度泛函法研究

报道对氨(NH3,母体)、甲胺(CH3NH2)、二甲胺[(CH3)2NH]、三甲胺[(CH3)3N]与三氯甲烷(CHCL3)形成的系列复合物的理论研究结果．把复合物看作一个超分子,在B3LYP/6-311G(d,p)的水平上进行密度泛函法计算,并运用完全均衡校正法进行基组超位误差校正(BSSE).探讨该系列复合物的电子结构与相关性质,如稳定性、电荷转移及主要几何参数的变化规律等.结果表明,形成复合物的稳定性次序为NH3-CHCl3(Ⅰ)>CH3NH2-CHCL3(Ⅱ)>(CH3)2NH-CHCl3(Ⅲ)>(CH3)3N-CHCl3(Ⅳ).形成复合物的过程包含着电荷转移.该系列复合物的稳定性与电荷转移量、前线轨道能量差ΔεL-H及广义H键距离有良好的线性关系,与结合点的电荷布居也有密切的关系.复合物的稳定性是分子间共价作用和静电作用两方面因素综合的结果.计算结果能较好地解释有关的实验现象和规律.     

芳香氮化物-CHCl3系列复合物密度泛函法研究

报道对芳香氮化物吡咯(C4H5N)、苯胺(C6H5NH2)、对位氯代吡啶(C5H4NCl)、吡啶(C5H5N)及吡咯负离子(C4H4N-)与三氯甲烷(CHCl3)形成的系列弱作用复合物的理论计算结果.把复合物看作是一个超分子,在密度泛函B3LYP/6-311G(d,p)的水平上进行计算,探讨该系列复合物的稳定性规律、电荷转移及主要几何参数变化等规律.计算结果表明:此类芳香氮化物与三氯甲烷(CHCl3)可形成一系列弱化学作用复合物,特别是带负电荷的芳香氮化物可与CHCl3形成较稳定的复合物.形成复合物的过程包含着电荷转移,该系列复合物的稳定性与广义H键距离的变化规律相一致,与电荷转移量的变化规律大体一致.     

I2-环己烯复合物的共振拉曼光谱和密度泛函理论计算研究

实验得到I2-环己烯电荷转移复合物的电子吸收光谱和共振拉曼光谱.用密度泛函方法计算了复合物的基态结构、振动频率和电子跃迁能.计算和吸收光谱实验结果表明,I2-烯烃复合物在约300nm处的强吸收带为pz(I17)→π*(C=C)跃迁,即由靠近C=C双键端的碘原子(I17)上的一个pz电子向C=C双键反键轨道跃迁引起的吸收.在约300nm共振拉曼光谱的强度模式表现为I—I伸缩振动模和C=C伸缩振动模的基频、泛频及其组合频,表明在该激发态上I2-环己烯复合物经历了显著的I—I和C=C的价键变化.     

基于密度泛函理论研究锂-冠醚复合物的结构和热力学参数

冠醚对碱金属离子具有高选择性,在锂元素的分离富集上有着广泛的应用。本文基于密度泛函理论（DFT）研究了冠醚环大小、取代基种类、配位原子种类和数量等因素对冠醚空间结构和热力学参数的影响。结果表明,苯并冠醚系列中的苯并-15-冠-5具有更好的配位能力,取代基、配位原子对冠醚的络合能力均有一定影响,因此可通过选择合适的冠醚环,引入供电子基团和含氮杂原子等方法来改善冠醚的分离富集能力。这对冠醚体系分离富集锂元素具有重要的指导意义。     

电荷转移复合物的量子化学研究(1)列—1,3,5-三硝基苯与对位取代苯酚钾系

用CNDO/2法对1,3,5-三硝基苯与苯酚钾系列的电荷转移复合物作了研究以解释该系列稳定性的实验规律并探讨其稳定构型。在溶液中形成电荷转移复合物联系着不少生命过程,故颇受研究者重视。例如Wallwork利用X-光数据讨论了三硝基苯与一些芳烃生成的复合物的构型。仅能在溶液中存在的复合物则宜用量子化学法,例如严继民等用EHMO法计算苯与四氰乙烯生成的复合物以研究其构型。     

(CH~3)~3M/PH~3(M=Ga,In)体系的密度泛函研究

用密度泛函理论方法对Me~3M/PH~3(Me=CH~3,M=Ga,In)体系及相关的一些分子进行了计算,得到优化几何构型、振动基频、电荷分布等参数和可能发生的化学反应的能量。为了比较,对Me~3Ga/NH~3体系也做了相应的研究。计算结果表明反应中间体Me~3M·YH~3(Y=N,P)具有稳定的结构,其生成反应是放热的。Me~3M·YH~3中的M－Y键比较弱,但当它们通过一个放热的分子内反应分解为Me~2MYH~2和CH~4后M－Y键大为增强。根据计算结果讨论了Me~3M/YH~3体系可能的热分解途径。由于Me~3M·YH~3单分子分解反应活化能比Me~3M中的M－C键直接均裂分解所需的能量要低得多,在有YH~3存在的情况下,Me~3M的热分解最有可能是首先形成Me~3M·YH~3及Me~2MYH~2中间体,然后进一步分解。用这一机理可以解释现有的实验事实。     

Ru(Ⅱ)和Ru(Ⅲ)配合物[Ru(bpy)(PH3)(-C≡CC6H4NO2-p)Cl]m(m=0,+1)的光谱性质的密度泛函-含时密度泛函理论研究

我们利用DFT中的B3LYP方法优化了Ru(Ⅱ)配合物和氧化的Ru(Ⅲ)配合物[Ru(bpy)(PH3)(-C≡CC6H4NO2-p)Cl]m[bpy=2,2′-bipyridine;m=0(1), 1(1 )]的基态几何结构,得到的几何参数与实验结果吻合的很好。采用TDDFT方法,得到了配合物1和1 的激发态电子结构和电子吸收光谱。研究结果表明,配合物1和1 随着氧化过程的发生,光谱性质也发生变化,Ru(Ⅱ)配合物的低能吸收被指认为MLCT/LLCT混合跃迁,而氧化的Ru(Ⅲ)配合物1 的低能吸收具有LMCT跃迁性质。     

C60-多吡啶Ru(Ⅱ)配合物电子光谱的密度泛函理论研究

应用密度泛函理论(DFT)方法对两种C60-多吡啶Ru(Ⅱ)衍生物进行理论研究.在TZP全电子基组优化构型基础上,通过分析前线轨道组成,探讨金属及配体对C60母体影响;以LB及SAOP校正局域密度近似,用含时密度泛函(TDDFT)方法,考虑溶剂化效应,计算化合物1和2的电子吸收光谱.结果表明,化合物1和2在气相与丙酮溶液中所对应的光谱值差异较为明显,溶剂化效应使吸收光谱蓝移.计算得到化合物1和2在丙酮溶液中电子光谱与实验值吻合较好,低能跃迁多为金属参与的混合跃迁,高能跃迁主要由C60与配体部分贡献.     

C60-多吡啶Ru(II)配合物电子光谱的密度泛函理论研究

应用密度泛函理论(DFT)方法对两种C60-多吡啶Ru(II)衍生物进行理论研究. 在TZP全电子基组优化构型基础上, 通过分析前线轨道组成, 探讨金属及配体对C60母体影响; 以LB及SAOP校正局域密度近似, 用含时密度泛函(TDDFT)方法, 考虑溶剂化效应, 计算化合物1和2的电子吸收光谱. 结果表明, 化合物1和2在气相与丙酮溶液中所对应的光谱值差异较为明显, 溶剂化效应使吸收光谱蓝移. 计算得到化合物1和2在丙酮溶液中电子光谱与实验值吻合较好, 低能跃迁多为金属参与的混合跃迁, 高能跃迁主要由C60与配体部分贡献.     

New Charge Transfer Complexes of K+-Channel-Blocker Drug (Amifampridine; AMFP) for Sensitive Detection; Solution Investigations and DFT Studies

UV–Vis spectroscopy was used to investigate two new charge transfer (CT) complexes formed between the K⁺-channel-blocker amifampridine (AMFP) drug and the two π-acceptors 2,3-dichloro-5,6-dicyano-p-benzoquinone (DDQ) and tetracyanoethylene (TCNE) in different solvents. The molecular composition of the new CT complexes was estimated using the continuous variations method and found to be 1:1 for both complexes. The formed CT complexes’ electronic spectra data were further employed for calculating the formation constants (K_CT), molar extinction coefficients (ε_CT), and physical parameters at various temperatures, and the results demonstrated the high stability of both complexes. In addition, sensitive spectrophotometric methods for quantifying AMFP in its pure form were proposed and statistically validated. Furthermore, DFT calculations were used to predict the molecular structures of AMFP–DDQ and AMFP–TCNE complexes in CHCl₃. TD-DFT calculations were also used to predict the electronic spectra of both complexes. A CT-based transition band (exp. 399 and 417 nm) for the AMFP–TCNE complex was calculated at 411.5 nm (f = 0.105, HOMO-1 → LUMO). The two absorption bands at 459 nm (calc. 426.9 nm, f = 0.054) and 584 nm (calc. 628.1 nm, f = 0.111) of the AMFP–DDQ complex were theoretically assigned to HOMO-1 → LUMO and HOMO → LUMO excitations, respectively.     

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.     

具有三维结构的Co(II)配合物二阶非线性光学性质的DFT研究

以实验合成出的Schiff碱配体和Co(II)配合物为母体,设计了Schiff碱配体和具有三维结构的Co(II)配合物.采用密度泛函理论的B3LYP/6-31g(d)-FF方法对具有开壳层电子组态Co(II)配合物及相应配体的二阶非线性光学(NLO)效应进行了计算.结果表明:Schiff碱配体形成配合物后分子的二阶NLO性质没有发生大的改变,这是由于金属Co2 离子在配合物电荷转移(CT)过程中起到了桥的作用,对分子的二阶NLO响应直接贡献不大.结合配合物的前线分子轨道分析发现,在分子内电荷转移过程中,对分子二阶NLO系数的主要贡献是配体内电荷转移(ILCT)跃迁.     

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.     

芳基与烷基亚砜钯(II)配合物π反馈效应的DFT研究

应用DFT方法对二苯基亚砜(DPSO)和二己基亚砜(DHSO)的钯(II)配合物进行了理论计算。结果表明中心金属钯与亚砜之间存在d-π^*反馈键，而且二苯基亚砜钯(II)配合物中的π反馈键比二己基亚砜钯(II)配合物强，即亚砜的取代基对其钯(II)配合物的π反馈键有显著的影响。以BHandH/6-31+G^**(Pd，3-21G^*)//BHandH/6-31G^*(Pd，3-21G^*)方法对相应的亚砜钯(II)配合物进行单点计算时，配合物trans-PdCl₂(DPSO)₂ 的π反馈键轨道能为-10.695 eV，而trans-PdCl₂(DHSO)₂的π反馈键轨道能量为-10.320 eV。利用电子给体NH₃或电子受体CO配位体置换亚砜钯(II)配合物里的一个亚砜配体后，Pd(II)-DHSO配合物的Pd-S配位键长的变化明显小于Pd(II)-DPSO配合物的Pd-S配位键长变化值，进一步说明在Pd-DPSO配合物中的π反馈效应强于相应的Pd-DHSO配合物。     

杂双核(H)Rh-Cr配合物中乙烯插入RhI—H键反应的密度泛函研究

采用密度泛函理论B3LYP方法研究了配体和配位数对乙烯插入杂双核(CO)₄Cr(m-PH₂)₂RhH(L_n) (L＝CO或PH₃, n＝1或2)配合物中Rh—H键反应的影响. 计算结果表明, 六配位乙烯复合物中乙烯与铑之间轨道相互作用主要为乙烯到铑中心的s供体相互作用; 而五配位乙烯复合物中乙烯与铑中心间相互作用涉及乙烯到铑中心的s供体相互作用和铑到乙烯的p反馈作用. PH₃配体在热力学上不利于该反应. 处于氢配体对位的膦配体能加速乙烯插入反应. 乙烯插入的五配位反应途径占优势. Cr(CO)₄部分的引入降低了乙烯插入反应的活化能.     

DFT Study for a Series of Less-Symmetrical Crown Ethers and Their Complexes with Alkali Metal Cations

A series of ring‐contracted (14‐crown‐5, 17‐crown‐6) and ring‐enlarged (16‐crown‐5, 17‐crown‐5, 19‐crown‐6, 20‐crown‐6) crown ethers and their complexes with alkali‐metal cations Na⁺ and K⁺ had been explored using density functional theory (DFT) at B3LYP/6‐31G* level in order to reveal the effects of the methylene‐chain length in a crown ether. The nucleophilicity of all crown ethers had been investigated by the Fukui functions. The quantum chemistry parameters, such as the energy gap (ΔE), the highest occupied molecular orbital energy (E_HOMO) and the lowest unoccupied molecular orbital energy (E_LUMO) for less‐symmetrical crown ethers and symmetrical frameworks (15‐crown‐5, 18‐crown‐6) had been calculated. In addition, the thermodynamic energies of complexation reactions had also been studied. The results of the DFT calculations show that the methylene‐chain length plays an important role in determining the structure characters of the crown ethers and also strongly influences the properties of the ethers. Some of the calculated results are in a good agreement with the experimental values.