铁小檗碱化合物结构的密度泛函理论研究

本工作采用密度泛函理论（B3LYP） 方法对铁小檗碱化合物的中性分子及离子进行了结构优化和频率计算。结果表明:无论是中性分子还是离子,铁小檗碱物化合物基态结构都是小檗碱基态结构中的与N原子相邻的C10原子上键合一个Fe原子形成的。其阳离子结构具有C1对称性和3A电子态;中性分子的基态结构具有C1对称性和2A电子态;阴离子的基态结构具有C1对称性和5A电子态。当铁小檗碱物化合物的阳离子得到一个电子后,C(10)-Fe(26)及Fe(26)-H(44)的键长都有所变短;当中性分子得到一个电子变成阴离子后,C(10)-Fe(26)及Fe(26)-H(44)的键长都有所增加。     

哈尔满碱分子光谱的密度泛函理论研究

采用密度泛函理论(Density Functional Theory,DFT),在M062X/6-31g(d)水平上,对哈尔满碱分子结构进行结构优化,计算其振动频率,获得该分子的红外光谱,利用势能函数分布(Potential energy distribution,PED)结合VEDA4软件对哈尔满碱分子的红外光谱简正振动模式进行了指认.采用含时密度泛函理论(Time-dependent density functional theory,TDDFT)计算了该分子在不同溶剂条件下的吸收光谱和激发态.将理论计算的红外光谱和紫外光谱与实验值进行对比分析,对哈尔满碱分子的激发态进行了分析计算,讨论了哈尔满碱分子的前线分子轨道和分子静电势.为哈尔满碱分子的光谱检测技术及电子结构分析提供参考.     

SinC2N团簇结构及稳定性的密度泛函理论研究

利用密度泛函理论(DFT)中的B3LYP/6-311G*方法,对SinC2N(n=2-6)团簇的几何结构、振动频率和基态能量等性质进行了研究,分别讨论了其基态和亚稳态结构的能量及自旋多重态。振动频率和振动强度被用来判断体系的稳定性。结果表明,随着Si原子数的增加,零点振动能、热容量和熵近似线性增长,其平均增幅分别为1.03kcal/mol、4.84cal/mol•K和11.96cal/mol•K。n为奇数的SinC2N团簇比n为偶数的更为稳定。     

SinC2N团簇结构及稳定性的密度泛函理论研究

利用密度泛函理论(DFT)中的B3LYP/6-311G*方法,对SinC2N(n=2-6)团簇的几何结构、振动频率和基态能量等性质进行了研究,分别讨论了其基态和亚稳态结构的能量及自旋多重态。振动频率和振动强度被用来判断体系的稳定性。结果表明,随着Si原子数的增加,零点振动能、热容量和熵近似线性增长,其平均增幅分别为1.03kcal/mol、4.84cal/mol•K和11.96cal/mol•K。n为奇数的SinC2N团簇比n为偶数的更为稳定。     

氟代四氢小檗碱的波谱特征与结构解析

对四氢小檗碱的氟取代衍生物（化合物1）的一维、二维核磁共振谱（¹H NMR、¹³C NMR、¹H-¹H COSY、HSQC、HMBC）以及质谱进行了解析和报道,对其所有的NMR谱信号进行了归属,确证了氟取代的位置为12位. 同时讨论了质谱的主要碎片离子的可能的裂解方式. 通过多种波谱技术确证了化合物1的结构.     

密度泛函理论研究Bn Ni(n=6-12)团簇的结构和磁性

基于第一性原理,用密度泛函理论中的广义梯度近似(generalized gradient approximation,GGA)方法,在充分考虑自旋多重度的前提下,优化并得到了Bn(n=6一12)和BnNi(n=6-12)团簇的平衡构型,按照能量最低原理确定其基态结构.Bn团簇的计算结果与已有的理论结果相一致.当Ni原子掺杂在Bn团簇中,B12Ni团簇的基态结构为平面结构,其余均为三维结构.基态结构的自旋多重度除了n=8以外呈现2,l交替的规律.计算团簇基态结构的平均结合能(Eb)、团簇能量的二阶差分(△2 E)和能隙(HOMO.I.UMO,gap)均表明,l=8为B.Ni(,l=6一12)团簇的幻数,即B8Ni团簇较相邻团簇稳定.计算团簇的磁矩表明B8Ni团簇磁矩最大(2цB),团簇总磁矩和平均磁矩随团簇尺寸增大呈现奇偶振荡趋势且磁矩主要由Ni原子的3d轨道提供.     

盐酸小檗碱与脱氧核糖核酸相互作用的研究

本文采用紫外光谱、荧光光谱、荧光偏振 ,热变性曲线等手段 ,对小檗碱 (BR)与小牛胸腺脱氧核糖核酸 (ct DNA)的作用方式进行了研究 ,证实了盐酸小檗碱通过嵌插方式与ct DNA相互作用的 ,并且根据荧光峰增强与BR浓度的线性关系 ,提出了BR的测定方法。     

密度泛函理论研究SiCmN团簇

用密度泛函理论(DFT)的B3LYP/6-311G*方法,对SiCmN(m=1-7)团簇的几何构型、振动频率和基态能量等性质进行了研究,讨论了化学键的特征和热力学稳定性。振动频率和振动强度被用来判断体系的基态结构。结果表明,m=1~5的团簇为线状结构,m=6、7的团簇为环状结构。m增大过程中,线状团簇自旋多重度均为2,而环状团簇出现2、4和6自旋多重度。能量的二次差分值表明m为奇数的团簇比m为偶数的更为稳定。     

BmN (m=1-8)团簇结构和稳定性的密度泛函理论研究

使用泛函密度理论的B3LYP 方法,在6-311G*水平上对BmN（m=1-8）团簇的几何结构、电子结构、振动频率等进行了研究。结果表明,以Bm团簇作为设计母体,考虑在不同位置上结合N原子可以较快找到BmN类团簇基态结构;团簇的最稳定结构是平面结构,N原子倾向于在B团簇外端与两个B原子成键。通过对基态结构的平均束缚能和能量二次差分的计算,得到m=2和5的BmN团簇较为稳定。     

密度泛函理论研究SiCmN团簇

用密度泛函理论(DFT)的B3LYP/6-311G*方法,对SiCmN(m=1-7)团簇的几何构型、振动频率和基态能量等性质进行了研究,讨论了化学键的特征和热力学稳定性。振动频率和振动强度被用来判断体系的基态结构。结果表明,m=1~5的团簇为线状结构,m=6、7的团簇为环状结构。m增大过程中,线状团簇自旋多重度均为2,而环状团簇出现2、4和6自旋多重度。能量的二次差分值表明m为奇数的团簇比m为偶数的更为稳定。     

苯胺及掺杂态苯胺低聚物结构的密度泛函理论研究

采用基于密度泛函理论的计算方法,研究了苯胺低聚物及盐酸、对甲苯磺酸掺杂苯胺低聚物的几何结构和电子结构.结果表明,质子酸掺杂使苯胺低聚物分子链上醌环中C-C单、双键交替的性质被削弱,同时链间C=N键长明显增大.掺杂位上链间C-N-C键角增大,相邻环间的扭转角减小,分子链的共面性有所改善.与盐酸掺杂对比,对甲苯磺酸掺杂更利于电子从环内向链间转移,理论上可更好地改善聚苯胺材料的导电性能.     

木榄醇手性光谱的密度泛函研究

手性光学理论研究有助于解释手性分子的旋光机理和设计新的手性药物.采用B3LYP方法,计算了木榄醇A—C的旋光度和圆二色谱.从分子结构、正则振动和电子结构方面,探索了分子手性微观起源,分析了旋光度和电子圆二色谱的溶剂效应.表明OH的引入可调节分子的手性,甲基和苯环加强了分子的手性.发生在手性骨架上的振动和电子跃迁,加强了分子的手性.溶剂效应减小旋光度、削弱电子圆二色谱. 关键词： 木榄醇 光学活性 密度泛函理论 圆二色谱     

Mg_n~-,AlMg_(n-1)(n=2～13)团簇结构和电子性质的密度泛函理论研究

本文从第一性原理出发,利用密度泛函理论的B3PW91方法,在6-311G水平上对Mg-n,AlMgn-1(n=2～13)团簇进行了几何结构优化和频率分析,并对团簇的平均结合能,二阶能量差分,劈裂能等进行了计算.结果表明:与Mgn团簇相比,带负电Mg-n团簇的最低能量结构整体(除n=6,8,11)变化不大.Al原子的掺杂对Mgn(n=2～13)团簇的最低能量结构没有太大影响,Mgn,AlMgn-1团簇有类似的结构生长方式.带一个负电和掺杂一个Al原子均能使Mgn团簇的平均结合能增大,稳定性增强.并发现Mg-n(n=2～13)团簇在n=4,9时比较稳定,在n=11时稳定性较差,与实验结果一致;而等电子的AlMgn-1团簇在n=4,7,9时比较稳定.     

HCOOH在Pd-Fe(111)(nPd∶nFe=1∶1)表面吸附的密度泛函理论研究简

采用密度泛函理论与周期性平板模型相结合的方法,对HCOOH在Pd(111)表面top,fcc,hcp,bridge四个吸附位和Pd-Fe(111)表面Pd-top,Fe-top,PdPd-bridge,PdFe-bridge,FeFe-bridge,Pd2Fehcp,PdFe2-hcp,Pd2Fe-fcc,PdFe2-fcc等9个吸附位的13种吸附模型进行了能量计算、构型优化,得到了HCOOH较有利的吸附位;并对清洁表面进行能带分析.结果表明:掺杂Fe后,Pd催化剂对HCOOH催化活性增强;HCOOH在Pd(111)表面的最稳定吸附位fcc的吸附能是-41.8kJ·mol-1,在Pd-Fe(111)表面的最稳定吸附位Pd2Fe-hcp的吸附能是-126.5kJ·mol-1,而且HCOOH在金属表面属于化学吸附.     

HCOOH在Pd-Fe(111)(nPd:nFe=1:1)表面吸附的密度泛函理论研究

采用密度泛函理论与周期性平板模型相结合的方法,对HCOOH在Pd(111)表面top, fcc, hcp, bridge 四个吸附位和Pd-Fe(111)表面Pd-top, Fe-top, PdPd-bridge, PdFe-bridge, FeFe-bridge, Pd2Fe-hcp, PdFe2-hcp, Pd2Fe –fcc, PdFe2-fcc等9个吸附位的13种吸附模型进行了能量计算、构型优化,得到了HCOOH较有利的吸附位;并对清洁表面进行能带分析。结果表明：掺杂Fe后,Pd催化剂对HCOOH催化活性增强;HCOOH在Pd(111)表面的最稳定吸附位fcc的吸附能是-41.8kJ•mol-1,在Pd-Fe(111)表面的最稳定吸附位Pd2Fe-hcp的吸附能是-126.5 kJ•mol-1,而且HCOOH在金属表面属于化学吸附。     

Density functional study of the cysteine adsorption on Au nanoclusters

The adsorption of the cysteine amino acid (H–SC_βH₂–C_αH–NH₂–COOH) on the Au₅₅ cluster is investigated through density functional theory calculations. Two isomers, with icosahedral (I_h) and chiral (C₁) geometries, of the Au₅₅ cluster are used to calculate the adsorption energy of the cysteine on different facets of these isomers. Results, only involving the S(thiolate)-Au bonding show that the higher adsorption energies are obtained when the sulfur atom is bonded to an asymmetrical bridge site at the facet containing Au atoms with the lowest coordination of the C₁ cluster isomer.     

苯乙烯化苯酚的密度泛函研究

以苯乙烯化苯酚(SP-2)为研究对象,采用密度泛函理论的M06-2X/6-311g(d,p)方法,进行了分子结构优化.在此基础上,对其分子轨道、能级、最高占据轨道(HOMO)和最低空轨道(LUMO)、红外光谱(IR)、核磁共振谱(NMR)、紫外-可见吸收光谱(UV-Vis)进行了模拟计算.根据能级和分子轨道计算结果,主要讨论了苯乙烯化苯酚的最高占据轨道(HOMO)和最低空轨道(LUMO)的特点;获得了红外光谱(IR)、核磁共振谱(NMR)、紫外-可见吸收光谱(UV-Vis)计算结果,并对谱图数据进行了分析讨论.     

β石墨炔衍生物结构稳定性及电子结构的密度泛函理论研究

石墨炔衍生物比石墨烯具有更多样化的原子结构,因而具有潜在的更丰富的电子结构.通过第一性原理密度泛函理论研究方法系统研究了β石墨炔衍生物的结构稳定性、原子构型和电子结构.本文计算的β石墨炔衍生物系列体系由六边形碳环(各边原子数N=1—10)通过顶点相连而成.对结构与能量的计算分析表明:当N为偶数时,β石墨炔拥有单、三键交替的C—C键结构,其能量比N为奇数时,拥有连续C=C双键的石墨炔衍生物更稳定.计算的能带结构和态密度显示:根据碳环各边原子个数N的奇偶性不同,β石墨炔可呈现金属性(N为奇数时)或半导体特性(N为偶数时).该奇偶依赖的原子构型和电学性质是由Jahn-Teller畸变效应导致,与碳环各边原子碳链的实际长度无关.计算发现部分半导体β石墨炔(N=2,6,10)呈现狄拉克锥能带特征,其带隙约10 meV,且具有0.255×10~6—0.414×10~6m/s的高电子速度,约为石墨烯电子速度的30%—50%.本密度泛函理论研究表明,将sp杂化碳原子引入石墨烯六边形碳环的边上,可通过控制六边形各边原子个数的奇偶性调制其金属和半导体电子特性或狄拉克锥的形成,为免掺杂和缺陷调控纳米碳材料的电学性质和设计碳基纳米电子器件提供了理论依据.     

First-principles study on the electronic structures of iron phthalocyanine monolayer

The electronic band structure and magnetic properties of iron phthalocyanine (FePc) monolayer were investigated by using the first-principles all-electron full-potential linearized augmented plane wave energy band method. It is found that the ferromagnetic FePc monolayer is energetically more stable than the paramagnetic one. The exchange interaction, which splits the majority and minority bands, influences strongly on the electronic structure near the Fermi level (E_F). Magnetic moment of the central Fe atom is calculated to 1.95 μ_B. The range of the positive polarization of Fe site is larger in the out-of-plane than in the in-plane direction. The FePc ligand remains paramagnetic. The presence of states at E_F indicates the metallic character of FePc monolayer both for the paramagnetic and ferromagnetic states. However, the large density of states at E_F of the majority spins in the ferromagnetic state is expected to cause a phase transition to insulating antiferromagnetic state from the metallic ferromagnetic one.