N,N-二甲基乙酰胺与醇分子间相互作用的理论研究

采用密度泛函理论在B3LYP/6-311＋G*水平上对乙醇、丙醇、丁醇、戊醇与N,N-二甲基乙酰胺形成的1∶1氢键复合物进行计算研究. 结果表明: 醇与N,N-二甲基乙酰胺形成的复合物存在强的氢键, 表现为羰基氧原子的孤对电子与醇羟基反键σ轨道的相互作用. 振动分析显示, 分子间C＝O…H—O氢键的形成使C＝O和H—O伸缩振动频率明显红移. 溶剂对氢键产生较大的影响, 随着溶剂极性的增加, 复合物氢键有蓝移趋势.     

氧原子和甲基自由基反应机理的理论研究

用分子轨道从头算和密度泛函理论（DFT）中的B3LYP方法以及适中基组6-311+G(2df,2p)对氧原子与甲基CH3反应进行了系统的研究。计算给出了反应通道上各驻点物种的构型参数、振动频率和能量。结果表明： CH2OH比CH3O稳定,能量约低26.63 kJ/mol,且生成氢和甲醛为其最主要反应通道。     

β-甲基亚硝基哌嗪致癌剂第二亲电中心邻基参与作用的理论研究

用从头计算Hartree-Fork方法和密度泛函B3LYP方法在6-311G(d)水平上对β-甲基亚硝基哌嗪类化合物代谢活化后的邻基参与作用机理进行了研究. 计算结果表明, 哌嗪环上N'原子和N'-取代基上氧原子的邻基参与作用明显提高了β-甲基亚硝基哌嗪代谢物的亲电反应活性, 促进了对DNA的烷化作用. 解释了甲基取代的N-亚硝基哌嗪较其母体化合物的致癌性具有显著增强的现象, 为N-亚硝基哌嗪在其γ-位形成第二亲电活性中心的致癌代谢途径提供了理论依据.     

取代对N,N-二甲基苯乙烯基蒽的含时密度泛函研究

运用B3LYP方法和HF单激发态相互作用（CIS）方法分别优化了2-对N,N-二甲基苯乙烯基蒽（2-pNC）和9-对N,N-二甲基苯乙烯基蒽（9-pNC）分子的基态及最低激发单重态几何结构.系统分析了前线分子轨道特征,并探索了电子跃迁机理,应用含时密度泛函理论计算了分子的电子光谱.     

过氧亚硝酸与苯酚的反应机理理论研究

采用量子化学密度泛函理论(DFT)研究了过氧亚硝酸分解产生的自由基(•OH和•NO2)与苯酚的反应机理. 在B3LYP/6-311++G(d, p)//B3LYP/6-311G(d, p)水平上对该反应体系的反应物、中间体、过渡态及产物进行了几何构型优化并计算了振动频率和能量. 计算结果表明, 过氧亚硝酸与苯酚的反应生成两种主要产物, 分别为邻羟基苯酚和对羟基苯酚, 这一结论与实验结果一致. 此外在同一计算水平上采用SCRF(PCM)方法计算了溶剂化效应, 结果表明, 极性溶剂可以降低各反应通道的活化能, 有利于反应的进行.     

CIO自由基与CN自由基反应的密度泛函理论研究

应用量子化学从头算和密度泛函理论（DFT）对CIO与CN的双自由基反应进行了研究．结果表明,CIO自由基的O原子进攻CN自由基的C原子是主要的进攻方式,并形成了中间体1 CIOCN．随后,中间体1发生异构化和分解反应得到热力学上可行的3种产物P4（CINCO）,P1（CO＋CIN）和P3（NO＋CCl）．其中P4是主要产物,P1和P3是次要产物．与单态势能面上相比,三态势能面对整个反应的贡献可以忽略．     

硝酰氯和顺/反亚硝酸氯及其互变异构反应的理论研究

用密度泛函理论（DFT）的B3LYP方法和6－311＋G（3df）基组，计算了气态下硝酰氯和顺／反应硝酸氯的几何构型、电子结构、红外光谱以及热力学性质，并讨论了它们的互变异构反应，分析了过渡态的结构。结果表明，B3LYP／6－311＋G（3df）计算得到的结果与实验值及CCSD（T）方法计算结果吻合，且更适应于研究反应机理，ClNO2转变为cis-ClONO的过渡态（TS1）偏离平面构型；cis-ClONO和trans-ClONO互变反应的过渡态（TS2）属于内旋转位垒；高水平计算表明不存在由ClNO2直接转变为trans-ClONO的过渡态，而是得到了一个十分接近异裂产物的二级马鞍点（2SP）。根据得到的热力学函数计算了气态时各温度下互变异构反应的平衡常数。     

无水AlCl3催化合成N,N-二氰乙基甲基苯胺的研究

报道了AlCl₃和AlCl₃-ZnCl₂组成的催化体系对邻、间、对甲基苯胺三种异构体与丙烯腈发生加成反应合成相应的N,N-二氰乙基甲基苯胺. 其结果表明: AlCl₃对该类反应具有很高的催化效率, AlCl₃-ZnCl₂组成的催化体系比AlCl₃的催化效率更高, 其中间位、对位产物收率达92%～94%.     

1,3-二(乙氧基甲基)-5-N,N-二甲氨基-6-甲基尿嘧啶的合成

报道了1,3-二(乙氧基甲基)-5-N,N-二甲氨基-6-甲基尿嘧啶方便、高产率的合成方法. 以6-甲基尿嘧啶(1)为起始物, 经硝化、嘧啶N¹,N ³-烷基化、还原及氨基甲基化, 首次高产率合成了1,3-二(乙氧基甲基)-5- N,N -二甲氨基-6-甲基尿嘧啶(5), 并对其化学结构进行了表征.     

亚甲基自由基(3CH2)与So反应机理的理论研究

白洪涛,黄旭日,于广涛,李吉来,于健康,孙家钟. 亚甲基自由基(3CH2)与SO反应机理的理论研究[J]. 化学学报, 2006, 64(2): 139-144.     

硫代双烯酮与异氰酸环加成反应的理论研究

采用从头算ＲＨＦ／６－３１Ｇ方法研究了硫代双烯酮与异氰酸之间两种可能的环加成反应的机理,并对反应各驻点进行了电子密度拓扑分析研究．结果表明,这两个生成不同四元杂环产物的平行反应均为非同步的协同反应,但两个反应进行的难易程度不同,形成硫氮杂环的反应更容易一些,而形成氮杂环反应的产物在热力学上更稳定一些     

CHF_2CF_2CH_2OCHF_2与OH自由基反应机理的理论研究

采用从头算和密度泛函方法研究了多通道反应CHF2CF2CH2OCHF2+OH→产物的反应机理.首先在BMK/6-311+G(d,p)水平下优化了稳定点的几何构型并计算了振动频率;然后在BMC-CCSD水平下,对势能面进行高水平能量校正.结果表明,此反应存在提氢和取代两类反应通道,但是无论从动力学还是从热力学分析,提氢反应通道才是主要的反应通道,且从-CH2-基团上提取氢原子的提氢通道是主要的反应通道.     

亚汞氢氧化物Hg2(OH)2结构的理论研究

采用从头计算HF, MP2方法和密度泛函方法,选择LanL2DZ和SDD基组,对Hg₂(OH)₂的几何构型、振动频率和稳定性进行了研究,并与Hg₂F₂和Hg₂Cl₂的稳定性进行了对比.研究表明Hg的5s, 5p准内层电子参与了Hg与Hg之间的成键作用,Hg-Hg键强烈的电子相关作用使得HF方法不适用于该体系的研究.Becke的离域校正给出较大的Hg-Hg键长,而局域的DFT方法和MP2方法则给出了合理的结构参数、振动频率和能量.相对论效应使Hg-Hg键缩短24 pm,增加Hg-Hg键的强度达20%左右.Hg₂(OH)₂的稳定性与Hg₂F₂和Hg₂Cl₂的稳定性相当.虽然在气相中Hg₂L₂(L=F, Cl, OH)比其分解物HgL₂和Hg要稳定,但相对论效应降低了这种趋势.     

2-酰基-1,3-环二酮类化合物互变异构的理论计算

采用MP2/6-31+G**//B3LYP/6-31+G**方法,系统地研究了2-酰基-1,3-环二酮类化合物的互变异构性质,探讨了环的饱和性、环的大小、环上杂原子以及溶剂效应对各互变异构体相对稳定性的影响。结果表明:(1)未烯醇化的异构体由于无法形成分子内氢键而具有较高的能量;(2)环上杂原子的推电子效应提高了邻位羰基氧上的负电荷,从而有利于相应环外烯醇式异构体的稳定;(3)对化合物3-酰基-1H-吡啶-2,4-二酮,3-酰基吡喃-2,4-二酮,2-酰基环戊-4-烯-1,3-二酮和3-酰基吡咯-2,4-二酮,由互变异构形成的环的芳香性在各异构体的相对稳定性中扮演着决定性的作用。     

Theoretical studies on the conformations and properties of phenylazonaphthalenes

The conformations of phenylazo‐2‐naphthalene (I) and phenylazo‐1‐naphthalene (II) have been studied using ab initio methods and density functional theory. The rotational potential energy surfaces about the C N bonds were calculated for both the trans and the cis forms at the PM3 and HF/STO‐3G levels. The PM3 method was found to be incapable for locating the energy minima correctly. The geometries of rotamers obtained from the HF/STO‐3G surface were fully optimized at the HF/6‐31G* and B3LYP/6‐31G* levels. Single‐point MP2/6‐31G* calculations have also been carried out at the HF/6‐31G* geometries. The vibrational spectra, standard thermodynamic functions, heats of formation, and equilibrium molar fractions have been obtained. According to the calculated results, I is comparatively more stable than II. The trans forms have much lower energies than the cis forms, implying that I and II mainly exist in the trans planar forms. The energy gap (ΔE) between the frontier molecular orbitals (MOs) of the cis forms are about 0.7 eV higher than those of the trans ones, indicating that change in geometry from trans to cis form will cause a hypsochromic effect. © 2000 John Wiley & Sons, Inc. Int J Quant Chem 79: 25–33, 2000     

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…     

乙炔基自由基C2H与氧气反应的密度泛函理论研究

应用量子化学从头算和密度泛函理论(DFT)对C₂H自由基和O₂的反应进行了研究.在B3LYP/6-311G^**水平上优化了反应通道上各驻点(反应物、中间体、过渡态和产物)的几何构型,并计算出它们的振动频率和零点振动能(ZPVE).各物种的总能量由CCSD(T)/6-311G^**//B3LYP/6-311G^**给出,并对能量进行了零点能校正.计算结果表明,反应物中自由基C₂H中的边端C进攻O₂形成了中间体1 (HCCOO),中间体1是一个加合产物.由中间体1经过不同的反应通道可以生成不同的产物P₁ (HCO+CO), P₂ (HCCO+O), P₃(CO₂+CH), P₄ (C₂O+OH)和P₅ (2CO+H).反应通道之间存在着竞争机制.其中P₁, P₂是主要产物,其次还有一定比例的P5生成,而产物P₃, P₄的生成几率较低.各条反应通道化学反应热的计算与实验吻合较好.     

Theoretical Studies on the Coordinate Exchange Reaction of the Dihydrogen Between Formic Acid and Water

The intermolecular hydrogen bond and coordinate exchange reaction of the dihydrogen between formic acid and water were studied by means of ab initio MO method at 6-31G basis set. The transition state of the reaction and the changes of some physical quantities of the reaction systems in the path of the intrinsic reaction coordinate(IRC) were obtained.. The results show that the exchange reaction of the dihydrogen between formic acid and water is coordinate and almost simultaneous.The frequency factor and activation energy of the reaction were also estimated.