蒽醌及其羟基衍生物的密度泛函理论研究

运用密度泛函理论, 在B3LYP/6-31G*水平上, 对蒽醌及其羟基取代衍生物进行理论计算. 几何全优化的结果表明, 标题化合物均取平面构型, 分子内氢键对几何构型和电子结构影响很大. 基于简谐振动分析求得IR谱频率和强度, 并作了对称性分类和指认, 计算值与实验值良好相符. 运用含时密度泛函理论方法在相同水平上计算了标题物的电子吸收光谱, 发现蒽醌芳环取代衍生物的最低激发单重态均源自HOMO-LUMO(π→π*)跃迁. 基于振动分析, 由统计热力学求得了标题物的热力学性质.     

三聚氰胺结构和热力学性质的密度泛函理论研究

采用Materials Studio 软件中的DMol~3模块对三聚氰胺的结构和性质进行了理论研究.得到了分子的几何构型、振动频率、各原子上的电荷分布、热力学、以及Fukui指数和前线分子轨道.计算结果表明:三聚氰胺分子中的C原子易得电子,是亲核试剂进攻点,而胺基上的N原子因含孤对电子是亲电反应中心.     

白花丹素分子结构和红外光谱的密度泛函理论研究

白花丹素(5-羟基-2-甲基-1,4-萘醌)是中药白花丹的主要成分之一,是一种具有抗肿瘤活性的萘醌类化合物.采用密度泛函(DFT)B3LYP/6-31+G(d)方法对白花丹素分子的几何构型进行全优化,得到其几何构型参数,进一步计算得到白花丹素的红外振动光谱.对计算得到的振动频率进行归属和解析并与文献值比较,发现理论计算...     

全氟化合物热力学性质的密度泛函理论研究

用密度泛函理论B3LYP方法,在6-31G基组水平上,对12个全氟化合物分子进行了全优化计算,得到其分子零点振动能EZPV、热能校正值Eth、恒容热容CVΦ、标准熵SΦ以及配分函数lgQ等热力学参数,并计算了这些分子的电性拓扑状态指数Em.通过最佳变量子集回归建立了电性拓扑状态指数与热力学参数之间的QSPR模型,模型的相关系数R2分别为1.000,1.000,1.000,0.999和1.000,采用逐一剔除法得到的交叉验证相关系数R2cv分别为0.999,1.000,1.000,0.999和1.000,利用建构的数学模型得到热力学性质的相对平均误差分别为0.43%,0.41%,0.46%,0.41%和0.71%.从方程可以看出,F原子取代基数量是影响全氟化合物分子热力学参数大小的主要因素,检验证明所建模型具有良好的稳定性和预测能力.     

多氯联苯系列化合物的热力学性质和稳定性的密度泛函理论研究

在B3LYP/6-31G*水平上计算了218个多氯联苯系列化合物(PCB), 得到分子总能量(E_T)、焓(H°)、熵(S°)、自由能(G°)、零点振动能(E_ZPV)、恒容热容(C_V°)和热能校正值(E_th), 研究了这些参数与氯原子的取代数目及取代位置的关系.氯原子置换在不同的位置使E_T, H°和G°数值增加的顺序为: 2(6)位>>3(5)位＞4位, 即置换在2(6)位最不稳定; 两个氯原子在同一苯环比分别处于两个苯环的E_T, H°和G°增大, 增加的顺序为: 邻位>>间位＞对位, 即相互处于邻位最不稳定. 每增加1个氯原子, S°增大约30 J•(mol•K)^－1, E_th减小约22.2 kJ•mol^－1, E_ZPV减小约25.5 kJ•mol^－1, C_V°增大约16 J•(mol•K)^－1. 根据异构体自由能的相对大小, 从理论上求得异构体的相对稳定性顺序.     

儿茶素结构和振动光谱的密度泛函理论研究

本文利用密度泛函理论方法B3LYP在6-311 G(d,p)水平上研究了儿茶素及其异构体表儿茶素分子的几何构型,计算结果与实验所得结构参数一致.计算了儿茶素分子平衡构型下的力常数,使用Wilson的GF矩阵方法计算了振动基频以及相应的势能分布,据此结合理论计算的光谱强度,对儿茶素分子的振动基频进行了完善合理的理论归属.     

多溴二苯并呋喃的热力学性质和稳定性的密度泛函理论研究

在B3LYP/6-31G*水平上对二苯并呋喃和135个多溴二苯并呋喃系列化合物(PBDF)进行了全优化计算和振动分析, 得到各分子的总能量(E_T)、焓(H⁰)、熵(S⁰)、自由能(G⁰)和恒容热容(C_V⁰), 研究了这些参数与溴原子的取代数目及取代位置的关系. 溴原子置换在不同位置时, 使E_T, H⁰和G⁰数值增加大小次序为: 1(9)＞3(7)＞2(8)＞4(6), 即置换在1(9)位最不稳定; 两个溴原子处在同一苯环时, E_T, H⁰和G⁰数值也都增加, 增加的顺序为: 邻>>间＞对, 即相互处于邻位最不稳定. 而且有两个溴原子同时取代在1和9位时, 使H⁰和G⁰的数值的增加比取代在邻位、间位和对位时的增加值都大. 每增加1个溴原子, S⁰增大约40.1 J•mol^－1•K^－1, C_V⁰增大约16.3 J•mol^－1•K^－1. 同时, 设计等键反应, 计算了各异构体的标准生成热(H_f⁰)和标准生成自由能(G_f⁰). 根据异构体自由能的相对大小, 从理论上求得异构体的相对稳定性顺序, 各异构体组中的稳定性顺序与PCDF系列的稳定性顺序基本一致.     

用密度泛函理论研究一种新型有机硅化合物异构体的振动光谱

在B3LYP/6-31＋G(d)的水平上, 对两种含有手性Si原子的新型有机硅单体Si₂(CH₃)₂H₂N₂(C₂H₅)₄和Si₄(CH₃)₄H₄N₂(C₆H₅)₂的几种异构体进行了研究, 在全参量几何构型优化的基础上, 进行了简谐振动频率计算, 同时对所研究的体系进行了热力学性质和低能激发态的含时密度泛函理论(TDDFT)计算. 理论计算表明, 构象异构体之间的红外光谱差异不大, 热力学和低能激发态性质也相似; 顺/反结构相似的异构体之间红外光谱差异不大, 但热力学和低能激发态性质却呈现差异; 旋光异构体或顺/反结构相差较大的异构体之间, 红外光谱和热力学及低能激发态性质有明显的差异. 从理论上解释了实验红外光谱中Si—H振动峰的裂分是由异构体的存在所致, 并找到裂分峰所对应的异构结构. Si—H键振动频率与其键长相关.     

亚甲基富勒烯衍生物[6，6]-苯基-C61丁酸甲酯的密度泛函研究

运用密度泛函理论和含时密度泛函理论研究了亚甲基富勒烯衍生物[6.6]-苯基-C61丁酸甲酯(PCBM)的几种物理化学性质,包括几何结构、电子结构、电荷布居与成键,以及IR、Raman和电子吸收光谱.自然键轨道方法的结果表明,大约有0.11个电子通过成键由分子的一部分苯基和丁酸甲酯基团(电子给体)转移到富勒烯笼(电子受体).最强的IR和Raman谱峰来自于不同的振动模式,分别位于1773和1492 cm-1处.计算的各向同性极化率、极化率各向异性不变量以及超极化率分别是577.7、96.9、-22.8 a.u..基于含时密度泛函理论计算并分析了PCBM的电子吸收谱,在349 nm处的吸收峰与实验结果符合很好.     

多氯代菲分子结构和热力学性质的密度泛函理论研究

采用密度泛函理论方法在B3LYP/6-311G(d, p)水平上对527个多氯代菲分子的几何结构进行了全优化并计算得到它们的热力学性质(等容热容( )、熵(S$)、标准生成焓(ΔfH$)和标准生成Gibbs自由能(ΔfG$)), 研究了这些性质与取代的氯原子数目和位置的关系, 根据各异构体的相对标准生成Gibbs自由能(Δr,fG$)的大小, 得到它们的热力学稳定性顺序. 计算结果表明: 绝大多数多氯代菲分子具有非平面的几何构型, 在多氯代菲分子中存在三种类型的分子内弱相互作用(H…H、C—H…Cl和Cl…Cl相互作用), 随着分子中取代的氯原子数目的增加, 多氯代菲最稳定异构体的ΔfH$和ΔfG$开始时逐渐减小, 然后又快速增加. 具有相同数目氯原子的多氯代菲异构体的ΔfH$和ΔfG$与氯原子的取代位置有很大的关系. 多氯代菲异构体的相对热力学稳定性主要由分子内的离域π键和Cl…Cl核排斥作用的强弱决定.     

靛蓝及其取代物的密度泛函理论研究

运用量子化学中密度泛函理论(DFT)方法,在B3LYP／6-31G^ 水平上对靛蓝及其芳环4,4′-,5,5′-,6,6′-,7,7′-取代衍生物进行理论计算．探讨了F,Cl,Br,NO2,CH3O,CH3在不同位置的取代对分子的几何构型、电子结构和电子光谱的影响,获得与实验结果相一致的结论．还用含时密度泛函理论(TD-DFT)方法在相同水平计算其电子光谱．结果表明靛蓝及其芳环取代衍生物的最低激发单重态(S1)均源自HOMO-LUMO(π-π^*)跃迁．     

Crystal Structure and Density Functional Theory Studies of （p-Methoxyphenyl） Thiosemicarbazide

1 INTRODUCTION Recently, the discoveries of antitumor effects ofinorganic complexes, especially of metal complexes,and their applications for curing cancer diseaseshave received increasing attention[1]. As a ligandwith potential S and N donors, thiosem…     

鸟嘌呤红外光谱的密度泛函理论研究──标度量子力学(SQM)力场处理

用密度泛函理论DFT(B3LYP)/6-31G^*方法对鸟嘌呤分子的酮-胺式和醇-胺式异构体的几何结构、振动谐性力场和红外光谱进行了研究.理论力场由迁移自相关分子异胞嘧啶和咪唑的力常数标度因子进行标度.算得振动频率与鸟嘌呤的实验基质隔离IR光谱比较平均偏差对酮-胺式和醇-胺式分别为6.6和6.0cm^-1.根据振动频率的势能分布和DFT计算的光谱强度值对鸟嘌呤分子的实验振动基频进行了理论归属.     

Thermodynamic Properties and Relative Stability of Polyhydroxylated Dibenzo-p dioxins Calculated by Density Functional Theory

In this work, partial thermodynamic properties of polyhydroxylated dibenzo-p-dioxins (PHODDs) are calculated by density functional theory (DFT) with the Gaussian 03 program at the B3LYP/6-311G** level. By comparing the total energy Eθ values, it is found that two types of hydrogen bonds exist in PHODDs, one between a hydroxyl and the parent compound (dibenzop-dioxin) with bond energy of approximate 15.7 kJ/mol and the other between two ortho hydroxyl groups with higher bond energy of about 18.3 kJ/mol. Hydrogen bonds have an effect on the conformation stability. On the basis of evaluating the strength of these two types of hydrogen bonds, 75 most stable congeners are ascertained. The relations of calculated thermodynamic parameters (total energy Eθ, zero-point vibrational energy ZPE, correction value of thermal energy Ethθ, heat capacity at constant volume CVθ) with the number and position of hydroxyl substitution (NPHOS) are also discussed. The results show that the NPHOS models can be used to predict the thermodynamic properties for PHODD congeners. In addition, the values of molar heat capacities at constant pressure (Cp,m) from 200 to 1000 K for PHODD congeners are calculated, and the temperature dependence relation of Cp,m is obtained with the least-squares method.     

多氯10-氧吩噁噻系列化合物的热力学性质及稳定性的密度泛函理论方法研究

采用Gaussian 03程序中的密度泛函理论(DFT)方法,在BHandHLYP/6-311G**水平上对135个多氯10-氧吩噁噻系列化合物(PCPTO)进行了全优化和振动分析计算,得到了各分子在298.15K,1.013×105Pa标准状态下的热力学参数.设计等键反应,计算了PCPTO系列化合物的标准生成热(△fH)和标准生成自由能(△fG),同时研究了这些参数与氯原子的取代位置及取代数目(NPCS)之间的关系.结果表明:熵(S),△fH,△fG与NPCS之间有很强的相关性(R2≥0.991).根据△fG的相对大小,从理论上求得异构体的相对稳定性.以Gaussian 03程序的输出文件为基础,采用统计热力学程序计算了PCPTO化合物在200至1000K的摩尔恒压热容(Cp,m),并用最小二乘法求得Cp,m与温度之间的相关方程,结果发现Cp,m与T,T-1和T-2之间有着很好的相关性(R2=1.000).     

DFT study on cooperativity in the interactions of hydrazoic acid clusters

Density functional theory at the B3LYP level with the 6‐311G** basis set is performed to calculate the systems consisting of up to four hydrazoic acid molecules. The dimers are found to exhibit cyclic and chain structures with N … H contacts at ca. 2.1–2.7 Å. However, there are only cyclic structures with N … H contacts at ca. 2.0–2.3 Å and 2.0–2.1 Å in the trimer and tetramer, respectively. Hydrogen bond distances in the trimer and tetramer are shorter than those in the cyclic dimer as a result of the stronger interaction between molecules. The contribution of cooperative effect to the interaction energy is significant. After the correction of the basis set superposition error and zero‐point energy, the binding energies are ?10.69, ?29.34, and ?54.26 kJ·mol^?1 for the most stable dimer, trimer, and tetramer, respectively. The calculated IR shifts for N? H stretching mode increase with the size of the cluster growths, reaching more than 200 cm^?1 in the tetramer. For the most stable clusters, the transition from the monomer to dimer, dimer to trimer, and trimer to tetramer involve changes of ?14.40, ?25.68, and ?31.88 kJ·mol^?1 for the enthalpies at 298.15 K and 1atm, respectively. We also perform Mulliken populations analysis and find the Mulliken populations on intermolecular N … H increasing in the sequence of the dimer, trimer, and tetramer. © 2003 Wiley Periodicals, Inc. Int J Quantum Chem 94: 279–286, 2003