蒽类衍生物的电荷传输性质

以具有较高迁移率的对称取代类蒽的衍生物{2,6-二[2-(4-戊基苯基)乙烯基]蒽,DPPVAnt;2,6-二-噻吩蒽,DTAnt;2,6-二[2-己基噻吩]蒽,DHTAnt}为研究对象,采用密度泛函理论的B3LYP方法,在6-31G(d)的基组水平上研究了三种蒽类衍生物的分子结构、电子结构、重组能和电荷传输积分,采用Einstein关系式计算了室温下的载流子迁移率,并与蒽的相关计算结果进行了比较.DPPVAnt是较好的空穴传输材料,其空穴迁移率为0.49cm2·V-1·s-1;DHTAnt有利于电子传输,其电子迁移率为0.12cm2·V-1·s-1;而DTAnt是一种较好的双极性材料,其空穴迁移率和电子迁移率分别为0.069和0.060cm2·V-1·s-1.计算得到的迁移率与实验结果处于同一数量级.三种蒽类衍生物的电子重组能与蒽的相近,而空穴重组能均大于蒽的空穴重组能,大小顺序为蒽DPPVAntDTAntDHTAnt.这与计算的迁移率结果不一致,说明分子的堆积结构决定材料的电荷传输性质.     

苯并菲衍生物的电荷传输性质

使用密度泛函理论在B3LYP/6-31G**理论水平计算7个含6条烷氧基链的苯并菲衍生物分子的电荷传输速率。结果显示,引入手性C2H5CH(CH3)CH2O链和OC3H6CH=CH2、OC3H6C≡CH、OC2H4OCH CH2不饱和链的苯并菲分子,将通过改变电荷传输矩阵元来影响电荷传输性能。含2-甲基丁氧基手性基团的苯并菲衍生物,甲基同向堆积方式的空穴或电子传输速率最大。7个分子中空穴和电子传输速率最大值分别为5.58×10-2和4.55×10-2cm2·v-1·s-1。     

具有D6h对称性的C36碱土金属衍生物电子结构的密度泛函研究

For discussing the influence of Be、Mg、Ca in C₃₆,we have used B3LYP 6-31G^* level method to investigate the equilibrium geometries of Be@C₃₆、Mg@C₃₆ 、Ca@C₃₆,the characteristics of geometric structure and electronic struc ture ar e discussed;In this paper, we also analyse its molecular orbitals and bonding properties.     

吡唑衍生物与碘甲烷反应的密度泛函理论研究

采用密度泛函方法对3-甲硫基-4-氰基-5-氨基吡唑与碘甲烷反应的机理进行了研究. 提出了两种可能的反应途径: 反应途径Ⅰ为反应物先脱去吡唑上的质子, 生成阴离子中间物, 然后碘甲烷分别进攻中间物吡唑环上的2个氮原子, 生成两种异构产物; 反应途径Ⅱ为反应物通过分子间氢转移存在两种异构体, 碘甲烷直接进攻每个异构反应物吡唑上的氮原子, 形成中间物, 然后脱去碘化氢, 生成产物. 计算结果表明, 途径Ⅱ应为主要反应途径. 还找出了两种异构产物间甲基迁移反应的过渡态, 得出该反应的活化能为278.5 kJ/mol, 在常温下甲基迁移反应不容易进行.     

萤火虫氧化荧光素及其衍生物的电子结构和光物理性质

通过密度泛函理论(DFT)的MPW3PBE泛函, 对萤火虫生物发光底物氧化荧光素及其衍生物进行了结构全优化. 计算了其电离能、 电子亲和势、 空穴抽取能、 电子抽取能、 空穴和电子重组能, 并评估了其空穴和电子传输能力. 采用含时密度泛函理论(TD-DFT)//MPW3PBE/6-31+G(d)方法计算了吸收光谱, 优化了最低单重态S₁, 研究了其荧光光谱, 进而考察了具有较高发光效率的氧化荧光素作为有机发光二极管(OLED)材料的可能性. 计算结果表明, 氧化荧光素及其衍生物可以同时作为电子传输层和发光层材料.     

氟代寡聚噻吩系列衍生物的载流子传输性质的理论研究

基于密度泛函理论方法, 采用Marcus电荷转移公式, 分别从几何和电子结构、 重组能、 转移积分及迁移率等方面研究了氟代寡聚噻吩系列衍生物中噻吩环个数、 全氟代苯位置的改变及F原子的引入对体系载流子传输性质的影响. 计算结果表明, 化合物1b, 1c和1d的电子迁移率随着噻吩单元个数的增加而逐渐升高, 因此可以通过增加噻吩单元个数来提高其电子迁移率; 而对于化合物1d, 2a和2b而言, 氟代苯位置的改变对传输性质产生了较大的影响, 其中化合物1d具有良好的平面性和π-π堆积, 传输性能最好, 有望成为良好的双极性传输材料; 比较化合物2b与3可以发现, F原子的引入增大了化合物2b的载流子迁移率, 为实验设计高迁移率的传输材料提供了理论依据.     

咔唑衍生物DiPICz载流子传输性能的理论研究

依据Marcus理论, 在密度泛函理论水平下对咔唑衍生物Dibenzo[2,3: 5,6]pyrrolizino[1,7-bc]indolo-[1,2,3-lm]carbazole(DiPICz)的电子结构和传输性质进行系统研究. 计算结果表明, DiPICz的电子迁移率(5.81×10^-2 cm²·V^-1·s^-1)反常地高出空穴迁移率(6.02×10^-4 cm²·V^-1·s^-1)2个数量级, 表明稠合修饰可能是一种潜在的转变传输材料极性的手段. 分析发现, 导致DiPICz具有较好电子传输性质的原因在于相对较小的电子重组能和较好的晶体堆积方式. 在其鱼骨型堆积的晶体中, 存在着滑移的π-π及边对面的 CH…N和CH…π相互作用. 这些相互作用由于形成二维的电荷传输通道, 从而在电子传输中起着重要作用.     

稠环芳烃菲电子激发态的含时密度泛函理论研究

用含时密度泛函理论TD-DFT及组态相关CIS、含时TD-HF方法对菲的UV光谱进行了理论研究,在几何构型优化的基础上,计算了其垂直电子激发能．计算表明,基函数的选择对激发能的计算影响较大,而不同的密度泛函交换一相关势对其影响较小,这和轨道能级的系统误差相互抵消有关．对菲的电子跃迁能的计算,与实验结果比较相一致,理论与实验的误差和不同的实验之间的误差在同一个数量级之内,显示TD-DFT方法比CIS,TD-HF方法更适合电子激发能的计算．     

3-(3’-吡啶基)-6-芳基-1,2,4-三唑并[3,4-b]-1,3,4-噻二唑衍生物基态和激发态性质

用密度泛函B3LYP方法对3-(3’-吡啶基)-6-芳基-1,2,4-三唑并[3,4-b]-1,3,4-噻二唑衍生物(芳基为苯基、3-吡啶基和苯乙烯基)进行基态几何构型全优化, 计算分子的电离势IP和电子亲和势EA等相关能量, 并用Zerner间略微分重叠(ZINDO)和含时密度泛函(TDDFT)方法计算吸收光谱, 用单组态相互作用方法(CIS)优化三种化合物分子的S1激发态结构, 分析其能量与发射光谱的关系, 计算溶剂中分子的吸收和发射光谱, 并与实验结果对照. 计算结果表明, 从3-(3’-吡啶基)-6-苯基-1,2,4-三唑并[3,4-b]-1,3,4-噻二唑分子(化合物A)到3-(3’-吡啶基)-6-(3’-吡啶基)-1,2,4-三唑并[3,4-b]-1,3,4-噻二唑分子(化合物B)以及3-(3’-吡啶基)-6-对乙烯苯基-1,2,4-三唑并[3,4-b]-1,3,4-噻二唑分子(化合物C)的电子亲和势依次增大, 愈来愈容易接受电子, 吸收光谱和发射光谱红移.     

吲哚并咔唑类衍生物载流子传输性质的理论研究

以密度泛函理论结合跳跃模型, 重点研究了氯原子和烷基链的引入对吲哚并咔唑类衍生物传输性质的影响. 计算结果表明, 与吲哚并[3,2-b]咔唑(1)相比, 氯原子的引入增大了2,8-二氯吲哚并[3,2-b]咔唑(2)和2,8-二氯-5,11-二己基吲哚并[3,2-b]咔唑(3)的最高占据分子轨道(HOMO)的离域程度, 而对最低未被占据分子轨道(LUMO)则无显著贡献, 但明显降低了二者的能级. 上述结果表明, 对于LUMO, 氯原子体现了吸电子效应, 而对于HOMO, 氯原子体现了共轭效应. 烷基链的引入使化合物3的空穴迁移率明显高于化合物1和2, 这主要归因于化合物3具有更加紧密的分子堆积, 尤其在跳跃路径A中, 具有更大的分子间电子耦合和轨道重叠. 同时能带结构的计算结果进一步证明, 氯原子和烷基链的同时引入大大改善了吲哚并咔唑类衍生物的电荷传输性能.     

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．     

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.     

密度泛函理论方法研究双核铜化合物的磁性和自旋密度分布

Magnetic coupling constants J between Cu ions and spin density map for a binuclear complex Cu₂(2,2′-bpy)₂(4,4′-bpy)₂L₂ have been calculated by the combination of the broken symmetry approach with the spin project method under the DFT framework and the effect of nonorthogonality between magnetic α and β orbitals in the broken symmetry solution. The result indicates that using SV/SVP basis sets in the calculation of Gaussian 98 is much better than using LanL2DZ pseudo-potential function in above system. It is interesting that calculated J value is quite near to the experimental value in the studies of magnetic susceptibility.     

Density Functional Theory Analysis of Anthraquinone Derivative Hydrogenation over Palladium Catalyst

A density functional theory (DFT) analysis was conducted on the hydrogenation of 2‐alkyl‐anthraquinone (AQ), including 2‐ethyl‐9,10‐anthraquinone (eAQ) and 2‐ethyl‐5,6,7,8‐tetrahydro‐9,10‐anthraquinone (H₄eAQ), to the corresponding anthrahydroquinone (AQH₂) over a Pd₆H₂ cluster. Hydrogenation of H₄eAQ is suggested to be more favorable than that of eAQ owing to a higher adsorption energy of the reactant (H₄eAQ), lower barrier of activation energy, and smaller desorption energy of the target product (2‐ethyl‐5,6,7,8‐tetrahydro‐9,10‐anthrahydroquinone, H₄eAQH₂). For the most probable reaction routes, the energy barrier of the second hydrogenation step of AQ is circa 8 kcal mol^?1 higher than that of the first step. Electron transfer of these processes were systematically investigated. Facile electron transfer from Pd₆H₂ cluster to AQ/AQH intermediate favors the hydrogenation of C=O. The electron delocalization over the boundary aromatic ring of AQ/AQH intermediate and the electron‐withdrawing effect of C=O are responsible for the electron transfer. In addition, a pathway of the electron transfer is proposed for the adsorption and subsequent hydrogenation of AQ on the surface of Pd₆H₂ cluster. The electron transfers from the abstracted H atom (reactive H) to a neighbor Pd atom (Pd_H), and finally goes to the carbonyl group through the C₄ atom of AQ aromatic ring (C₄).     

Hartree-Fock and Density Functional Theory Studies on the Molecular Recognition of the Cyclodextrin

Cyclodextrins(CD),cyclicoligomersofa-D-glucoseconnectedthroughglycosidical,4bonds,areseductivemoleculesappealingtoresearchersinpureacademicfieldsandappliedtechnologies'.ModelstudiesonCDinclusioncomplexationofferimportantinsightsintoenZyme-substrateillteractionsZandhenceattractgreatattention.Althoughmanyexperimentalapproachesareavailable,molecularmodelingprovidesanimportantalternativewayinstudyingtheCDchemistry'.Duetotheirlargesize,mosttheoreticalstudiesonCDchosemolecularmechanicsormolecula…     

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…     

Density Functional Theory Study on La Complex with Schiff-base as Building Block

1 INTRODUCTION Recently, there has been a growing interest[1~5] inlanthanon complexes because of their abundant stru-ctural characters and important biologic activities.The complexes are extensively used as coordinationand stabilization agents[6, 7] for the measures of me-tallic ions, antibacterial and anticancer drugs[8], cata-lysts for vitamin B6 in amination and oxidation re-actions[9], biological models of N2, O2 carriers andaminophenol asymmertry synthesis and preparationof nonprote…     

3-氨基-2-吡啶酮互变异构的密度泛函理论计算

采用密度泛函理论,在B3LYP/6-3 l1G**基组水平上,计算并考察了3-氨基-2-吡啶酮分子酮式和烯醇式结构进行结构互变的质子迁移过程中的2种可能途径:(a)分子内质子迁移,(b)水助质子迁移.计算结果表明,途经b所需要的活化能较小,氢键在降低反应活化能方面起着重要作用.     

DFT Studies on Detonation Properties,Pyrolysis Mechanism,and Stability of the Nitro and Hydroxyl Derivatives of Benzene

Ninety‐one nitro and hydroxyl derivatives of benzene were studied at the B3LYP/6‐31G?? level of density functional theory. Detonation properties were calculated using the Kamlet‐Jacobs equation. Three candidates (pentanitrophenol, pentanitrobenzene, and hexanitrobenzene) were recommended as potential high energy density compounds for their perfect detonation performances and reasonable stability. The pyrolysis mechanism was studied by analyzing the bond dissociation energy (BDE) and the activation energy (E_a) of hydrogen transfer (H–T) reaction for those with adjacent nitro and hydroxyl groups. The results show that E_a is much lower than BDEs of all bonds, so when there are adjacent nitro and hydroxyl groups in a molecule, the stability of the compound will decrease and the pyrolysis will be initiated by the H–T process. Otherwise, the pyrolysis will start from the breaking of the weakest C–NO₂ bond, and only under such condition, the Mulliken population or BDE of the C–NO₂ bond can be used to assess the relative stability of the compound.     

含噻二唑基的对叔丁基杯[4]芳烃衍生物的合成及表征

以对叔丁基杯[4]芳烃(1)为原料, 分别与1,2-二溴乙烷、1,3-二溴丙烷在碳酸钾的存在下进行选择性烷基化反应, 生成杯[4]芳烃衍生物2和3. 在氢氧化钠存在下, 化合物2和3与过量的含不同官能团的2-巯基噻二唑反应, 生成下缘含噻二唑基的杯芳烃衍生物4a～4c, 5a～5c, 其结构经¹H NMR, ¹³C NMR, IR, MS和元素分析确证.