氢键酸度的量子化学参数表示

研究了137个化合物的总氢键酸度(∑A₂^H)与量子化学参数的相关性.对于含羟基或羧基化合物,∑A₂^H=-0.027⁷⁺3.826Q_H-0.0273E_LUMO-0.0654E_HOMO+3.085Q_O(n=70,r=0.982),其中Q_H表示羟基或羧基氢原子净电荷,E_LUMO表示最低未占据分子轨道能级,E_HOMO表示最高占据分子轨道能级,Q_O表示羟基或羧基中与氢原子连接的氧原子净电荷;对于含氨基化合物,∑A₂^H=-1.569+3.637Q_H-0.1235E_HOMO(n=49,r=0.985),其中Q_H表示氨基中较正氢原子的净电荷;对于含亚氨基化合物,∑A₂^H=-0.472+3.676Q_H(n=18,r=0.993),其中Q_H表示亚氨基氢原子的净电荷.     

应用人工神经网络预测多氯代二苯骈呋喃的色谱保留指数

以量子化学方法在密度泛函B3LYP/6-31G(d)水平上计算得到了多氯代二苯骈呋喃系列化合物(PCDF)分子的结构参数:最高占据轨道能(EHOMO)、最低空轨道能(ELUMO)、最正原子净电荷(q+)、最负原子净电荷(q-)、分子偶极矩(μ)、极化率(α)、分子平均体积(Vm)、恒容热容(C■V).采用误差反向传播(BP)算法的人工神经网络,建立了EHOMO、ELUMO、q+、q-、μ、α、Vm、C■V与PCDF色谱保留指数之间关系的模型,检测样本的预报值与实验值相对误差范围为-1.66%².39%,平均相对误差为0.31%,达到了很好的预测效果.     

三维1,4二-(4-羧基吡啶基)丁烷合铜(Ⅱ)、银(Ⅰ)配合物的合成及晶体结构表征(英文)

利用14二4羧基吡啶基丁烷L合成了铜、银的配合物CuLH2O3·2H2O·2NO3n1、AgL·H2O·NO3n2。X射线晶体结构表征结果表明:1属于P21/n空间群,晶胞参数为a=1.724103b=0.663201c=2.113804nmβ=103.053°Z=4。2属于空间群,晶胞参数为a=0.77662b=0.93702c=1.33573nmα=98.993β=99.493γ=109.053°Z=2。1和2的金属原子被L联接成一维结构。1中的配位链通过配位的水分子与晶格水分子及硝酸根离子间形成的氢键扩展为三维结构。2中未配位的羧基氧原子与吡啶环上的α氢原子形成C-H…O氢键从而将配位链扩展为阶梯状二维结构而层与层之间通过ππ堆积结合在一起形成三维结构。     

三(邻氯苄基)氯化锡的合成、结构和量子化学研究

邻氯苄基氯与锡反应合成三(邻氯苄基)氯化锡，经x射线方法测定了新化合物 的晶体结构，化合物属三方晶系，空间群为R-3，晶体学参数：α=b=1．3583(4) mn，c=2．1147(8)am，v=3．3790(19)nm~3，Z=6，μ(Mo kα)=16．11cm~-1， r (000)：1572，R_1=O．0755；Sn-C键长分别为0．2148(13)和0．220(2)nm，Sn-C1 键为0．2528(15)和0．2477(13)Bill．中心锡原子与亚甲基碳和氯原子构成畸型四 面体．并对其结构进行量子化学从头计算，探讨化合物的稳定性、分子轨道能量、 原子净电荷布居规律以及一些前沿分子轨道的组成特征．     

电负性效应、极化效应和立体效应对脂肪胺核磁共振谱化学位移的影响

用原子电负性、极化度并结合表征原子空间连接方式的立体效应参数对胺分子中不同环境碳原子的化学位移进行关联, 将75脂肪胺(54个脂肪一元胺, 21个二元胺)中307个碳原子相关参数值和化学位移值带入模型中得到如下估算方程:δC=116.9506+96.7412Qi-3.7464Qi∑αx-24.3581SH-7.6858SN(R=0.9943,R.2=0.9887,S=1.51,F=6612.73,n=307),式中Qi表示观测原子的部分净电荷,∑αx表示近邻原子极化度,SH, SN为立体效应参数,方程中各参数计算简单,物理意义比较明确, 通过用"留一法"(LOO)检验(Rcv=0.9940,R2cv=0.9881,Scv=1.54)及对样本外11个化合物55个碳原子化学位移的预测值和实验值比较, 结果表明模型方程具有较好的稳定性和预测精度.     

取代基对N-H…O=C氢键三聚体中氢键强度的影响

使用MP2方法研究了氢键三聚体中N—H…O=C氢键强度, 探讨了氢键受体分子中不同取代基对N—H…O=C氢键强度的影响. 研究表明, 不同取代基对氢键三聚体中N—H…O=C氢键强度的影响是不同的: 取代基为供电子基团, 氢键键长r(H…O)缩短, 氢键强度增强; 取代基为吸电子基团, 氢键键长r(H…O)伸长, 氢键强度减弱. 自然键轨道(NBO)分析表明, N—H…O=C氢键强度越强, 氢键中氢原子的正电荷越多, 氧原子的负电荷越多, 质子供体和受体分子间的电荷转移越多. 供电子基团使N—H…O=C氢键中氧原子的孤对电子n(O)对N—H的反键轨道滓*(N—H)的二阶相互作用稳定化能增加, 吸电子基团使这种二阶相互作用稳定化能减小. 取代基对与其相近的N—H…O=C氢键影响更大.     

TbSin(n=2-13)团簇的结构、电子及磁学性质

利用相对论密度泛函理论在广义梯度近似下研究TbSi_n (n=2-13)团簇的结构、稳定性、电子和磁学性质. 对团簇的平均结合能、离解能、电荷转移、最高占据分子轨道(HOMO)和最低未占据分子轨道(LUMO)的能级差、Mulliken 电荷分析和磁学性质进行了计算和讨论. TbSi_n团簇并没有像实验推测的那样在n=10形成嵌入式的结构. 我们推断电子亲和势的急剧变化不仅与嵌入式的结构有关, 而且与电子的固有稳定性相关.Mulliken 电荷分析表明电荷总是从Tb 原子转向Si 原子. 团簇的磁矩主要局域在Tb 原子的周围, 并且主要由f电子贡献, f 电子表现出局域性并且不参与化学成键. 以TbSi₁₀为例的分波态密度分析表明Tb与Si 原子间存在很强的sp轨道杂化.     

模拟含双锌核的甲烷单加氧酶催化甲烷和乙烷羟基化理论研究

采用密度泛函B3LYP方法,研究含双锌核的甲烷单加氧酶催化底物CH3X (X=H,CH3) 羟基化的反应机理.用cis-(HCOO)(C3N2H4)Zn2(μ-O)2(COOH)(C3N2H4)(其中C3N2H4＝咪唑)模拟双锌核甲烷单加氧酶中的关键化合物Q.研究表明,反应通过自由基回弹机理发生.首先,底物CH3X (X=H,CH3)与Q中的一个桥形氧发生相互作用生成分子复合物QCH3X.然后,Q中的一个桥形氧进一步夺取底物中的氢原子,生成QH和XCH2双自由基.这两种双自由基很容易结合生成醇类分子复合物PXCH2OH,其中P= cis-(HCOO)(C3N2H4)Zn(μ-O)Zn(COOH)(C3N2H4).最后,分子复合物PXCH2OH脱去羟基化合物XCH2OH生成P.在298.15K和1atm的条件下,含双锌核甲烷单加氧酶Q催化CH4和CH3CH3羟基化反应在蛋白质溶液中的速率常数分别为6.414×10-19和1.542×10-6 dm3·mol-1·s-1.     

间隙原子氮对化合物RE2Fe17磁性的影响

用自旋极化的MS-Xα方法计算了稀土-过渡族化合物Nd2Fel7Nx(x=0,3)中含哑铃Fe原子对的Fe8及含Nd和N原子的NdFe6和NdFe6N3原子簇的电子结构和磁矩。计算结果显示，在化合物Nd2Fe17中，Fe(c)和Fe(f)晶位间的分子轨道中，有3个奇宇称轨道呈现负交换耦合。通过比较α-Fe的MX-Xα计算结果，能够很好地说明RE2Fel7化合物居里温度较低的原因。在化合物Nd2Fel7M中，Fe(c)-Fe(f)晶位间分子轨道只剩下一个奇宇称轨道呈现弱的负交换耦合，通过比较N2Fe17和Nd2Fe17N3化合物Fe8原子簇的计算结果，能够很好地说明间隙原子M对化合物RE2Fel7Mx(M表示N，H或C)的居里温度产生影响的物理机制。对RE2Fel7型化合物中影响Fe-Fe交换耦合的主要因素，本文也做了讨论。     

薁2/6-位芳基取代的模型化合物的设计合成及性质研究

设计合成了薁2/6-位芳基取代的六个模型化合物1～6,化合物1～3和4～6分别为薁2-位和6-位取代的化合物,其取代基顺序均分别为五氟苯、苯和α-噻吩.对化合物的紫外吸收光谱、荧光光谱、电化学以及质子响应等物理化学性质进行了研究,并结合密度泛函理论(DFT)计算研究了2/6-位不同取代芳基对于薁衍生物的基本物理化学性质的影响.吸收光谱研究表明,在薁的2/6-位引入不同取代芳基均可以使其S0→S2跃迁吸收峰红移(Δλ=6～68nm),2/6-位引入给电子的噻吩基团发生明显红移(Δλ=68/48nm),其中2-位引入给电子噻吩基团红移更加明显(Δλ=68nm).荧光光谱研究表明,在薁6-位引入强拉电子的五氟苯,所得化合物4荧光强度最强(φF=0.082);质子化后,同样含有五氟苯基的化合物1-H~+的荧光强度最强((φF=0.359).电化学和DFT理论计算表明,在薁2/6-位引入拉电子的五氟苯基可显著降低分子的最高已占分子轨道(HOMO)和最低空分子轨道(LUMO)能级(1和4的ΔEHOMO/ΔELUMO分别为-0.23/-0.18和-0.20/-0.15 eV).这些研究结果为基于薁的有机功能分子的设计合成及性质研究提供了有效依据.     

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.     

(R)-N-乙酰基-四氢噻唑-2-硫酮-4-甲酰TT的合成及其晶体结构

由N-乙酰(R)-四氢噻唑-2-硫酮-4-羧酸在三聚氯氰及三乙胺存在下与四氢噻唑-2-硫酮反应得到标题化合物，[α]^2^0~D +11.18°。用X射线衍射法测得其晶体结构，属单斜晶系，空间群为P2~1/c。晶体学数据：a=0.9959(4)nm，b=1.1469(4)nm，c=1.1108(3)nm，β=92.72(3)°，V=1.2673(8)nm^3，Z=4。分子中两个C=O基，两个C=S基团处于C(1)-N(1)-C(4)及C(6)-N(2)-C(7)键两侧呈反式。用PM3分子轨道方法研究了该化合物的电子结构，电荷和键序分布，得到该化合物前线轨道性质。     

硝基芳烃对黑呆头鱼毒性定量构效关系的研究

用CNDO/2法计算50种硝基芳烃化合物的净电荷(Q_C、Q_N及Q_-NO2);使用MNDO法计算其中42种化合物的E_LUMO、E_HOMO、生成热之差△(△H_f)及偶极矩μ。定量分析了7种量化参数与黑呆头鱼毒性96h-LC₅₀的构效关系,通过统计分析,得到如下模式:式中:-1gLC₅₀=11. 35-1. 28E_LUMO-9.17Q_N+0. 46E_HOMO-0.12μ n=35,r=0.920,s=0.298。应用所得方程及量化参数讨论所研究系列化合物在鱼体内的毒性作用。     

基于二酮基吡咯并吡咯的π-共轭分子的有机太阳能电池给体材料的设计与理论研究

本文设计了系列基于二酮基吡咯并吡咯(DPP)的有机小分子太阳能电池(OSCs)给体材料.设计的分子结构中，2个DPP分子片段作为2个端基通过不同的芳香杂环π-桥相连接.利用密度泛函理论和含时密度泛函理论方法研究了所设计化合物的电子和光学性质.研究结果表明，在分子中引入不同的π-桥可以有效调节设计分子的前线分子轨道能量、能隙和吸收光谱，但是对几何结构影响很小.所设计化合物1-8均在近红外光谱区具有强吸收和窄能隙，这有利于提高有机太阳能电池的短路电流和光吸收效率.前线分子轨道分析发现，化合物1-8具有较低的最高占据轨道能级，可提高有机太阳能电池的开路电压.化合物1-3,5和7的前线分子轨道能级与典型富勒烯受体材料相匹配，可选用PCBM,bisPCBM和PC₇₁BM作为受体材料；而化合物4,6和8则应考虑选用其他的太阳能电池受体材料.结果表明，所设计的分子可作为性能优良的OSCs给体材料，为开发和利用太阳能电池给体材料提供理论依据.     

化合物Mo(CO)~n^+(n=1～6)构型和键离能的密度泛函研究

采用DFT/B3LYP方法研究了化合物Mo(CO)~n^+(n=1～6)的基态可能构型,对于各n值,基态可能构型(电子态)依次为：直线型(^6∑^+),直线型(^6∑~g^+),C~2~υ(^2A~2)或D~3~h(^6A~1),D~4~H(^4A~1~g),C~2~ν(^2B~2)或C~4~ν'(^2B~1),D~3~d(^2A~1~g)。计算结果表明,对于n≥3时,碎片离子的构型与体系自旋多重度关系敏感。进一步计算了Mo－CO键的逐级解离能,计算值与实验结果能较好吻合,并从Mo原子4d和5s轨道杂化角度来解释该键解离能随n值的非单调变化。     

Ni[H_2NC(CH_2OH)_3]_2·(H_2O)_2·(Pic)_2的合成、晶体结构与量子化学研究

三羟甲基氨基甲烷与苦味酸（Pic）镍在乙醇水混合液中反应，制得少见的半 对称分叉氢键连接的超分子化合物Ni[H_2NC (CH_2OH)_3]_2·(H_2O)_2·(Pic)_2 ，晶体属三斜晶系，空间群为P(1-bar)，晶胞参数为a = 0.6912(1) nm，b = 0. 8190(1) nm，c = 1.3595(2) nm，α = 79.59(1)°，β=83.69(1)°，γ = 83. 77°，V = 0.74925(18) nm~3， Z = 2，F(000) = 410。在配合物的结构单元中， Ni~(2+)位于对称中心，分别与两个四齿配体（三羟甲基氨基甲烷）中的两个－OH ，一个－NH_2，三齿配位，呈笼状螯合。而另一个－OH，因配体和中心离子构型的 限制，不参与配位。运用Gaussian 98量子化学程序包，对该配合物进行从头算研 究，探讨了此配合物的稳定性、原子净电荷分布，并对分子识别、分子间与分子内 交互作用进行了讨论，为该类配合物的合成、分子组装研究提供理论参考。     

7,10-位取代喜树碱衍生物的QSAR研究

利用密度泛函理论(DFT)在杂化泛函B3LYP和基组6-311G(d,p)水平下对7,10-位双取代喜树碱衍生物(CPTs)进行了构型优化,计算出分子的电子结构描述符,利用Chemoffice 8.0软件计算出几个相关的物化描述符;采用逐步多元回归法对该组化合物的抗癌活性与分子描述符之间建立了定量结构-活性关系(QSAR)模型。所建最佳三参数QSAR模型的复相关系数R=0.951;用留一法(leave-one-out,LOO)进行交互检验,得到交互检验系数RCV2=0.778。结果表明,所得QSAR模型具有良好的预测能力,而且影响药物活性的主要因素有化合物分子的结构、最高占据和最低空分子轨道能量差及13-位碳原子的净电荷。     

1′-碘代二茂铁甲醛肟酯的设计与合成

以含多功能团的1′-碘代二茂铁甲醛为起始原料,设计合成了4种1′-碘代二茂铁甲醛肟酯类化合物3a～3d,并用IR,1H NMR,MS和元素分析对其结构进行了确认,其中化合物3a的单晶结构经X射线单晶衍射确证其属单斜晶系(Monoclinic),P2(1)/n空间群,晶胞参数:a=0.6328(3)nm,b=1.0634(7)nm,c=2.3815(13)nm,α=90°,β=93.546(19)°,γ=90°,Z=4,μ=2.883mm-1,Dc=1.910g/cm3,F(000)=896.晶胞堆积图证明化合物3a的分子之间通过电子的授受作用、π-π堆积和氢键等弱相互作用组装成三维四方形管状空穴结构.这种空穴结构可以选择性地对客体分子进行识别.     

2-聚苯乙烯磺酰基乙醇树脂的合成及其在海因和脲固相成中的应用

合成了一种新型的聚合物载体—2-聚苯乙烯磺酰基乙醇，并研究其在固相有机合成中应用，聚苯乙烯亚磺酸钠树脂（1）在相转移催化剂BU4NI和助催化KI的作用下，与氯乙进行砜化反应，得到含羟基功能基的2-聚苯乙烯磺酰基乙醇树脂2。树脂2用Boc保护的氨基酯化，封闭树脂上未反应的羟基，用酸脱保护并用三乙胺中和，再与异（硫）氰酸苯酯反应生成聚合生物支载的脲树脂6树脂6用酸解脱得到海因和硫代海因化合物，用碱处理树脂6是得到取代的脲和硫脲，优化了合成反应的全过程，探讨了树脂在酸性和碱性条件下的解脱方法，结果表明，2-聚苯乙烯磺酰基乙醇树脂易与羧基形成含酯键的连接桥，连接桥在强酸性和碱性条件下均可解脱得到产物。     

二维层状磺酸银(Ⅰ)配位聚合物的合成、晶体结构与性能研究

本文合成了1个二维层状磺酸银配位聚合物[Ag2(HL)(MeCN)]n,(H3L=2-羟基-3-羧基-5-溴苯磺酸),并且进行了元素分析、红外、热重、荧光、粉末及单晶X射线衍射等表征及研究。标题化合物属于三斜晶系,空间群P1,a=0.702 71(14)nm,b=0.828 98(17)nm,c=1.233 1(3)nm,α=84.32(3)°,β=73.90(3)°,γ=67.26(3)°,V=0.636 5(2)nm3,Z=2,R=0.056 5。Ag1离子分别与来自3个不同HL2-配体的4个氧原子和1个乙腈分子中的氮原子配位,展示出扭曲的四方锥几何构型,而Ag2离子则分别与来自4个不同HL2-配体的6个氧原子配位,展示出扭曲的八面体几何构型。相邻的银离子间通过磺酸基氧原子、羟基氧原子连接形成一维带状结构,该一维带进一步通过羧基氧桥联成二维层状结构。此外,该配合物在室温下具有较强的蓝光发射峰。