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.     

含四硫富瓦烯Schiff碱配体和配合物二阶非线性光学性质的密度泛函理论研究

采用密度泛函理论(DFT)B3LYP(UB3LYP)/6-31g*方法对含四硫富瓦烯Schiff碱配体和它的Fe(III/II),Co(II),Ni(III/II),Cu(II)配合物的极化率和二阶非线性光学(NLO)性质进行了研究,并对其中闭壳层分子采用含时密度泛函理论(TD-DFT)方法计算了电子光谱.结果表明:含四硫富瓦烯Schiff碱配体本身具有较大的二阶NLO系数,二价金属配合物二阶NLO系数与配体接近,三价金属配合物二阶NLO系数约为配体的30倍.金属配合物不同自旋多重度时其二阶NLO系数相差不大.结合配体和配合物的前线分子轨道分析可知,配体和二价金属配合物的二阶NLO系数主要是配体内的电荷转移(ILCT)的贡献,三价金属配合物既有ILCT又有金属与配体间电荷转移(MLCT),同时前线分子轨道能级差显著减小,因此它们的二阶NLO系数显著增大.     

含水杨醛缩苯胺双Schiff碱和吡啶配体的Zn(Ⅱ)配合物的电子结构和二阶非线性光学性质

以实验测定的晶体结构为基础, 用密度泛函理论的B3LYP方法, 在6-31G(d)基组水平上计算4个水杨醛缩苯胺类双Schiff碱和吡啶为配体的Zn(Ⅱ)配合物的电子结构, 并结合有限场(FF)方法得到二阶NLO系数. 结果表明, 在4个五配位配合物中, 双Schiff碱配体的共轭性减弱, 在Schiff碱配体引入叔丁基以及连接双Schiff碱的桥对配合物的结构影响很小. 同时4个配合物的配键性质、原子电荷分布、前线分子轨道能级等方面具有相似性. 但引入叔丁基改变了配合物前线分子轨道组成, Zn—O配位键的极性有所加强, 从而使配合物的极化率和二阶NLO系数增加, 而连接两个Schiff碱的桥对配合物二阶NLO性质影响不大.     

含有Pt―Pt键金属配合物的电子结构和二阶非线性光学性质

采用量子化学密度泛函理论(DFT)结合有限场(FF)的方法对一系列含有Pt―Pt键金属配合物的电子结构和二阶非线性光学(NLO)性质进行了理论计算. 结果表明改变共轭配体对Pt―Pt键影响不大. 由配体到Pt―Pt金属基团的电荷转移强度随配体增长而变大. 金属配合物静态一阶超极化率随配体的增长而增大, 配合物电荷的改变基本不影响这类化合物的二阶NLO性质. 具有相对长的共轭配体的配合物IId具有最大的二阶NLO响应. 含时密度泛函理论(TD-DFT)计算表明配合物IId的二阶NLO响应来自于混有配体到金属的配体内的π→π^*电荷转移跃迁的贡献.     

12顶点碳硼烷Ni(Ⅱ)配合物二阶非线性光学性质的理论研究

采用密度泛函理论方法, 计算分析了系列12顶点碳硼烷Ni(Ⅱ)配合物的非线性光学(NLO)性质和电子光谱. 结果表明, 2个P(CH₃)₃配体的结构变化对配合物的原子间距离影响较小, Ni(Ⅱ)配合物的极化率随取代基共轭性和空间体积的增加而增大. 增强配合物的共轭性及改变P(CH₃)₃配体结构对二阶NLO系数有明显影响, 其中取代基为苯胺的配合物5b的第一超极化率总有效值(β_tot)最大. 分析配合物的电子光谱和相应的分子轨道组成可知, 配体内的电荷转移以及配体到金属的电荷转移对二阶NLO系数贡献较大.     

含噻吩环的吡啶Ru(II)配合物的电子结构和非线性光学性质

采用密度泛函理论(DFT) B3LYP方法对含有噻吩环的吡啶Ru(II)配合物的电子结构和非线性光学(NLO)性质进行理论研究. 结果表明: 配合物[Ru^II(NH₃)₅L]²⁺(L为含噻吩环的有机基团)中, 配位原子与中心金属离子间没有形成稳定的化学键, 但存在较强的供体-受体(D-A)相互作用; NH₃被羰基(CO)取代后, Ru-C间形成了稳定的σ-π配键, 降低了受体的空轨道能级. 噻吩环的增加增大了体系的共轭程度, 有利于分子内电荷转移, 使配合物的极化率α和一阶超极化率β明显增加. 结合配合物的前线分子轨道分析发现, 电荷转移过程中, 对体系二阶NLO系数贡献较大的是配体内电荷转移(ILCT)和配体间电荷转移(LLCT)跃迁, 羰基引入后配体到金属的电荷转移(LMCT)使配合物[Ru^II(CO)₅L]²⁺比对应的配合物[Ru^II(NH₃)₅L]²⁺的β值增大约7倍.     

[Ni(dpedt)(dddt)]系列衍生物电子光谱和二阶非线性光学性质的密度泛函研究

采用密度泛函理论B3LYP/LanL2DZ/6-31+G(d)方法,对实验合成的[Ni(dpedt)(dddt)]及以[Ni(dpedt)(dddt)]为基础设计的系列衍生物的电子光谱和二阶非线性光学(NLO)效应进行计算分析.结果表明:配合物电子吸收光谱出现在近红外区,最强激发主要源于配体间的电荷转移(LLCT),并伴有一定的配体与金属间电荷转移(LMCT).体系各分子的二阶NLO系数βtot值较大,前线轨道能隙的大小影响体系的βtot值,能隙小则βtot值大,其中分子7βtot值最大.同时深层占据轨道与空轨道之间的电子跃迁对二阶NLO性质的贡献比较显著.     

9-氧化芴酮Ru配合物二阶非线性光学性质的理论研究

采用密度泛函理论(DFT)方法对系列9-氧化芴酮金属Ru配合物氧化还原过程的结构和二阶非线性光学(NLO)性质进行研究.结果表明,氧化还原过程影响配合物的几何结构和电荷分布,配合物的二阶NLO效应可通过氧化还原反应进行调节.配合物副配体取代主配体后,电荷转移程度减小,βtot值减少.与本征态相比,氧化过程可提高配合物的二阶NLO响应,还原过程中含有2个主配体配合物的βtot值减小,而含有2个副配体配合物的βtot值增大.分析主要电子跃迁过程可知,氧化还原过程影响了配合物的供受体性质.     

含二茂铁双Schiff碱配体及其Ni(Ⅱ)配合物电子光谱和二阶非线性光学性质的密度泛函理论研究

采用密度泛函理论(DFT)B3LYP方法,对含二茂铁双Schiff碱配体及其Ni(Ⅱ)配合物的几何构型进行优化.在得到稳定构型的基础上,采用含时密度泛函理论(TD-DFT)的B3LYP方法计算了配合物的电子光谱,并结合有限场(FF)方法研究了配体和配合物的极化率和二阶非线性光学(NLO)性质.结果表明,配体中引入Ni(...     

氮杂冠醚取代单Schiff碱过渡金属配合物催化氧化对二甲苯研究

本文将苯并-10-氮杂-15-冠-5或吗啉基取代的单Schiff碱过渡配合物作为催化剂,在常压和120℃条件下,以空气为氧源,研究了对二甲苯催化氧化反应。实验探讨了Schiff碱配合物中心金属离子、Schiff碱配体中挂接的氮杂冠醚环、配体芳环上取代基和反应时间等对对二甲苯催化氧化反应的影响。实验结果表明:Schiff碱配合物中氮杂冠醚的存在能显著缩短反应诱导期,提高催化反应活性和产物选择性;Schiff碱Mn(III)配合物比Schiff碱Co(II)具有更高的催化反应活性;氮杂冠醚Schiff碱Mn(III)配合物对于二甲苯的催化氧化反应转化率大于60%,对甲苯甲酸产物的选择性均高于70%。     

2,4-二羟基-5-乙酰苯乙酮缩水杨酰肼单Schiff碱及其配合物的合成

以吡啶,DMF为溶剂,成功合成了未见文献报道的2,4-二羟基-5-乙酰苯乙酮缩水杨酰肼单Schiff碱(LH2)的过渡金属配合物[ML,M=Cu(Ⅱ),Zn(Ⅱ),Ni(Ⅱ)和Co(Ⅱ)],其结构经UV,1HNMR,IR,MS及元素分析表征。结果表明,Schiff碱是一种三齿配体,在配合物中溶剂分子参与了配位。     

氮杂冠醚取代非对称双Schiff碱配合物催化氧化对二甲苯研究

将一系列苯并-10-氮杂-15-冠-5或吗啉基取代的不对称双Schiff碱配合物作为催化剂,在常压和120℃条件下用于催化氧化对二甲苯研究。探讨了Schiff配合物中心金属离子、Schiff碱配体中挂接的氮杂冠醚环、配体芳环上取代基等对催化氧化对二甲苯反应活性及其氧化产物选择性的影响。实验结果表明:配合物中氮杂冠醚的存在能显著缩短反应诱导期、提高催化活性和选择性;Schiff碱Mn(Ⅲ)配合物比Schiff碱Co(Ⅱ)和Schiff碱Cu(Ⅱ)具有更高的催化活性;氮杂冠醚Schiff碱Mn(Ⅲ)配合物催化氧化二甲苯的转化率和产物选择性分别达75%和90%。     

铜(Ⅱ)、钴(Ⅱ)Schiff碱配合物的光热性质及其对超氧离子的催化歧化作用

用5-硝基水杨醛与乙二胺缩合,制备了Schiff碱配体.将其与过渡金属Cu(Ⅱ)和Co(Ⅱ)在80℃水浴中搅拌回流1 h,分别形成草绿色和朱红色沉淀,合成出了2种新型的Schiff碱配合物.采用元素分析、红外光谱、紫外光谱、差热热重、荧光光谱、摩尔电导率等分析手段,对配合物进行了表征测试.结果表明,该配合物组成、结构确定,热稳定性强,荧光光谱数据证明配体和配合物都具有荧光性质.用蛋氨酸光照法测定了配体和配合物的生物活性,配体生物活性较低,但形成配合物后活性大增,说明配合物对超氧离子自由基有很强的抑制作用.     

含硫Schiff碱配合物的研究(Ⅶ)——钴与邻氯苯甲醛和亚苄基丙酮Schiff碱的配合物

合成了从S-苄基二硫代肼基甲酸衍生的Schiff碱的配合物,进行了组成分析、红外、电子光谱和磁性的测定。结果表明,邻氯苯甲醛Schiff碱(以HL_1表示)形成反磁性的八面体配合物,其中配体为单价双齿阴离子。亚苄基丙酮Schiff碱(以HL_2表示)形成钴的双聚结构的配合物[Co_2(HL_2)2(L_2)_2X_2],其中X=Ac~-或Cl~-,并作为桥配体,Co(Ⅱ)有八面体配位环境。配合物具有异常低的磁矩,表明2个Co(Ⅱ)离子之间存在着磁交换相互作用,显反铁磁性。抑菌活性试验表明配体HL_1及其配合物存在活性。     

联吡啶Ru~(Ⅱ/Ⅲ)配合物二阶非线性光学性质的理论研究

采用密度泛函理论(DFT)方法对联吡啶Ru~(Ⅱ/Ⅲ)配合物的几何结构、氧化还原性质、UV-Vis光谱及二阶非线性光学(NLO)性质进行计算.研究结果表明,醌基的引入能够有效增大第一超极化率(β_(tot))值,但醌基在氮苯基上位置的改变对β_(tot)值影响不大.分子轨道和自旋密度分布分析结果表明,金属Ru~Ⅱ和副配体均能成为氧化中心,并且氧化中心位置不同,会导致配合物氧化态的电荷转移形式产生差别,进而改变氧化态的β_(tot)值.氧化态配合物1b和2b的β_(tot)值减小,而配合物3b和4b的β_(tot)值显著增大,超瑞利散射方法计算的第一超极化率(β_(HRS))值也符合此规律.含时密度泛函理论(TD-DFT)结果表明,配合物本征态主要是金属到配体的电荷转移(MLCT/ML'CT),而氧化态则是配体到金属的电荷转移(LMCT/L'MCT),给、受体发生明显改变.因此,通过改变副配体的种类及氧化还原反应,可有效调节这类联吡啶Ru~(Ⅱ/Ⅲ)配合物的二阶NLO响应.     

大环配体过渡金属配合物的研究(Ⅳ)——Schiff碱型四呋喃[26]-N_4O_4大环配体及其过渡金属配合物的合成与性质研究

Schiff碱型大环配体能与周期表中的大多数金属离子形成稳定的配合物,是配位化学的一个重要研究方向.对其多核配合物的研究,不仅有助于认识生物体中多金属中心配合物,还有助于对这类化合物的键合、多电子还原、磁交换性质等方面的研究.为此,我们合成了未见文献报道的Schiff碱型四呋喃[26]-N_4O_4大环配体(L)及其过渡金属(Cu(Ⅱ)、Co(Ⅱ)、Zn(Ⅱ)、Cd(Ⅱ))配合物(2MCl_2·L·2H_2O),并对它们的性质作了初步的研究.     

新型吡唑Schiff碱及金属配合物的合成和抑菌活性

以3-氨基-4-氰基吡唑和芳醛为原料合成了10个新型吡唑Schiff碱及铜(II)、镍(II)、锌(II)、钴(II) 4个金属配合物. 用元素分析, IR, 1H NMR及单晶解析表征了Schiff碱及金属配合物的结构. 测定了Schiff碱及金属配合物对金黄色葡萄球菌、大肠杆菌、枯草杆菌和绿脓杆菌的抑菌活性. 生物活性研究表明, Schiff碱及金属配合物对金黄色葡萄球菌、大肠杆菌和绿脓杆菌都有较好的抑菌效果, 其中铜(II)和锌(II)配合物对金黄色葡萄球菌和大肠杆菌的抑菌活性最好.     

含吡啶配体过渡金属(M=Cr(0),Mn(Ⅰ),Fe(Ⅱ),Co(Ⅲ))配合物二阶NLO性质的DFT研究

采用密度泛函理论（DFT）B3LYP／6-31G（d）方法对含吡啶配体的过渡金属（M=Cr（0）,Mn（Ⅰ）,Fe（Ⅱ）,Co（Ⅲ））配合物的几何构型进行优化,进一步结合有限场（FF）方法,计算其二阶NLO系数．结果表明,吡啶配体和中心金属原子之间的配位键键长随中心金属价态升高逐渐减小,增加吡啶配体的共轭链长度使极化率变得更大．共轭桥的增长有利于分子内电荷转移,对应体系的二阶NLO系数较大．     

H3PAuR型单核Au(Ⅰ)配合物的结构和非线性光学系数的量子化学计算比较

采用量子化学ab initio和DFT中的不同方法和基组对H3PAuR型单核Au(Ⅰ)配合物结构和二阶NLO系数进行计算, 探讨不同计算方法和Au基组对计算结果产生的影响. 对计算结果分析表明, 不同计算方法对Au(Ⅰ)配合物结构和二阶NLO系数影响较大, 其中用考虑电子相关效应的DFT-B3LYP和MP2方法优化得到的Au—P配键长比用HF方法的短, 相应的二阶NLO系数比HF方法的大2倍左右; 同一计算方法下, Au基组中d轨道个数增加优化得到的Au—P配键键长减小; 随着Au基组的增大, 前线分子轨道能级差减小, 其中SDD和CEP-121G基组之间的变化更明显. 基组变化对分子二阶NLO系数的影响较小, 多数分子Au取不同基组计算的βμ值相差在10%以内.     

H3PAuR型单核Au(Ⅰ)配合物的结构和非线性光学系数的量子化学计算比较

采用量子化学ab initio和DFT中的不同方法和基组对H3PAuR型单核Au(Ⅰ)配合物结构和二阶NLO系数进行计算,探讨不同计算方法和Au基组对计算结果产生的影响.对计算结果分析表明,不同计算方法对Au(Ⅰ)配合物结构和二阶NLO系数影响较大,其中用考虑电子相关效应的DFT-B3LYP和MP2方法优化得到的Au—P配键长比用HF方法的短,相应的二阶NLO系数比HF方法的大2倍左右;同一计算方法下,Au基组中d轨道个数增加优化得到的Au—P配键键长减小;随着Au基组的增大,前线分子轨道能级差减小,其中SDD和CEP-121G基组之间的变化更明显.基组变化对分子二阶NLO系数的影响较小,多数分子Au取不同基组计算的βμ值相差在10%以内.