N-亚苯基氨基酰胺气相高温分解反应机理的密度泛函研究

利用密度泛函理论研究了N-亚苯基氨基酰胺气相高温分解生成苯腈和苯甲酰胺的反应机理。首先用B3LYP／6-31G(d,p)方法优化反应中反应物、过渡态、中间体及产物的几何构型,通过振动分析确认了过渡态的结构,并通过内稟反应坐标方法(IRC)确认能量最低的反应途径。本文报道了三条可能的反应通道,包括一条直接协同高温分解反应和两条先成环后协同高温分解反应途径,其中直接协同高温分解反应由于能垒低,因此发生的几率较大     

N-亚苯基氨基酰胺气相高温分解反应机理的密度泛函研究

利用密度泛函理论研究了N-亚苯基氨基酰胺气相高温分解生成苯腈和苯甲酰胺的反应机理。首先用B3LYP／6-31G(d,p)方法优化反应中反应物、过渡态、中间体及产物的几何构型,通过振动分析确认了过渡态的结构,并通过内稟反应坐标方法(IRC)确认能量最低的反应途径。本文报道了三条可能的反应通道,包括一条直接协同高温分解反应和两条先成环后协同高温分解反应途径,其中直接协同高温分解反应由于能垒低,因此发生的几率较大     

丙三醇脱水反应机理的密度泛函理论研究

为了理解纤维素热解初期的脱水反应机理, 采用Gaussian 03程序中的密度泛函理论UB3LYP/6-31＋＋G(d,p) 方法, 对模型化合物丙三醇脱水反应机理进行了量子化学理论研究. 设计了6种可能的脱水反应途径, 对各种反应的反应物、产物和过渡态的结构进行了能量梯度全优化, 计算了不同温度下各反应途径的标准热力学和动力学参数. 计算结果表明: 除了形成中间体IM_a和IM_b的反应外, 其它反应均为吸热反应; 温度高于400 K时, 丙三醇开始发生脱水反应; 与1-2-脱水反应相比, 1-3-脱水反应的反应势垒更低, 其活化能为233.75 kJ/mol; 当反应加入金属离子Li^＋时, 有利于脱水反应的发生, 这时1-2-脱水反应的活化能为201.95 kJ/mol, 1-3-脱水反应的活化能为202.14 kJ/mol.     

N,N'-亚水杨基皮考林酰肼合铜的晶体结构及荧光性质

N;N'-亚水杨基皮考林酰肼合铜的晶体结构及荧光性质     

2'-(3-苯氧基苯亚甲基)-2-羟基苯甲酰腙的合成、晶体结构及理论计算

近年来的研究表明,席夫碱化合物具有广泛的生物活性,在生化反应中起到转氨基作用,碳氮双键是该类化合物具有抑菌活性的效应基团,它们在农药、医药及分析试剂等方面已有很好的应用[1-5]。为了进一步探索高效抑菌、抗病毒药物,我们合成了标题化合物。并用波谱法对合成的中间产物及目标产物进行了结构表征,通过X-单晶射线衍射法测定了目标化合物的晶体结构,并对其进行了量子化学研究。1实验与计算方法1.1仪器与试剂PE-2400C元素分析仪;BRUKER EQUINOX-55红外光谱仪(KBr压片);Varian XL200型核磁共振仪,DMSO为溶剂,TMS为内标;GBC-9…     

气相中环丁烯负离子与N2O反应机理的理论研究

采用B3LYP 和MP2两种计算方法,在6-31++G(d, p)的基组下,对气相中环丁烯负离子与N2O反应的微观机理进行了较为系统的计算研究。结果表明,该反应存在两条反应通道,每条反应通道又包含着三条反应路径,产物分别为乙烯基重氮甲基负离子与甲醛,同时也应能检测到少量的环丁烯酮负离子及N2等产物。其中,通道1是主反应通道,路径1为主反应路径,路径3是路径1、2的竞争反应。理论计算结果与实验预测基本一致。     

氟氯酰与丙烷反应的密度泛函理论研究

应用密度泛函理论(DFT), 对氟氯酰(ClF₃O)引发丙烷(C₃H₈)反应生成C₃H₇自由基或丙醇等产物的机理进行了研究. 在B3PW91/6-311＋＋G(d,p)水平上优化了9个不同反应通道上各驻点物(反应物、中间体、过渡态和产物)的几何构型, 并计算了它们的振动频率和零点振动能. 通过零点能校正计算了各反应路径的活化能, 并应用过渡态理论计算了各反应路径常温下的速率常数k. 计算结果表明: ClF₃O与C₃H₈反应可经过不同路径生成HF, C₃H₇自由基和C1F₂O自由基或C₃H₇OH和ClF₃. 其中, 最可几反应路径为ClF₃O分子的中间位F原子进攻丙烷β位H原子的反应, 活化能仅为7.54 kJ/mol, 速率常数为0.153×10⁶ mol^－1•dm³•s^－1.     

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．     

烯丙醇与臭氧反应机理的密度泛函理论研究

应用密度泛函理论的MPW1K,BHandHLYP和MPWB1K方法,结合6-31+G(d,p)基组优化了烯丙醇与臭氧反应势能面上各驻点的几何构型,通过同一水平的振动频率分析确认了中间体和过渡态.反应路径上的驻点都在HL理论水平下进行单点能量校正,并进行了MPW1K/6-31+G(d,p)水平下的零点振动能校正(ZPE).对反应机理的详尽分析表明臭氧抽取烯丙醇羟基基团中H的通道的反应势垒比臭氧加合烯丙醇双键基团通道的反应势垒高,臭氧与烯丙醇双键加合生成臭氧化物为最可几反应路径.在加合反应历程中,氢迁移通道需经过氢迁移和离解等复杂过程,最终要产生少量的OH自由基,与烃烯类臭氧化反应产生大量OH自由基的结果相反.     

5-马来酰亚胺-2-(间马来酰亚胺基苯基)苯并噁唑用于荧光光度法直接测定还原型谷胱甘肽的研究

以5-马来酰亚胺-2-(间马来酰亚胺基苯基)苯并噁唑(DMPB)为荧光试剂,建立了在一定量半胱氨酸(Cys)存在下荧光光度法直接测定还原型谷胱甘肽(GSH)的新方法。研究表明,DMPB荧光很弱,其结构中的两个马来酰亚胺基团都能与GSH或Cys发生反应,生成具有强荧光的产物。并且DMPB与GSH或Cys的生成物(分别称为DMPB-GSH和DMPB-Cys)的最大荧光波长会以不同的速率从eλx/eλm=302/372nm红移至eλx/eλm=310/430 nm,最终均在eλx/eλm=310/430 nm处稳定。在pH 7.0的Na2HPO4-KH2PO4缓冲溶液中和35℃下,DMPB与GSH或Cys反应15 min后,生成的DMPB-GSH的最大荧光波长为eλx/eλm=302/372 nm,且最大荧光强度可以稳定1h,而DMPB-Cys的最大荧光波长为eλx/eλm=310/430 nm,且荧光较弱。利用这一差别,我们选择在eλx/eλm=302/372 nm的荧光波长下测定GSH,完成了0.3倍(Cys∶GSH,摩尔比)Cys存在下对GSH的直接测定,方法线性范围为4.0×10-8~9.6×10-7mol.L-1,检出限(S/N=3)为1.5×10-9mol.L-1。用该法测定了人全血中的GSH,结果令人满意。     

密度泛函理论辅助研究大黄素型蒽醌化合物电喷雾质谱的裂解过程

从红树植物尖瓣海莲(Bruguiera sexangula var.rhynchopetala)来源的一株青霉菌属真菌Penicillium sp.次级代谢产物中,分离鉴定出三个大黄素型蒽醌化合物,分别为:大黄素1,3,8-三-羟基-6-甲基蒽醌(1,3,8-trihydroxy-6-methyl anthraquinone,JGWY-C)、1,3,5,8-四羟基-6甲基蒽醌(1,3,5,8-tetrahydroxy-6-methyl-anthraquinone,JGWY-D)和1,3,8-三羟基6-羟甲基蒽醌(1,3,8-trihydroxy-6 hydroxymethyl-anthraquinone,JGWY-B).采用电喷雾离子阱质谱技术(ESI-IT-MSn)对三个化合物的裂解过程及碎片离子结构进行研究,并运用密度泛函理论计算方法,优化各碎片离子的稳定几何构型和裂解过程的能量变化,进一步验证裂解途径分析的可靠性.实验结果表明:大黄素型蒽醌化合物中酚羟基具有一定的酸性,更容易在负离子模式下形成氧负离子,A环和B环酚羟基在多级裂解过程中易脱去CO和CO2小分子.这一裂解过程可以作为药物快速检测和药代动力学研究中质谱的特征碎片离子峰.此外,化合物JGWY-B碰撞诱导裂解α位-CH2OH脱去H2形成醛基,这一过程也得到理论计算的支持.该研究为大黄素型蒽醌化合物的结构鉴定和检测提供了有用的质谱依据.     

氯代苯阳离子的密度泛函理论研究

采用B3LYP方法及6-311G(d,p)和6-311+G(d,p)基组,对12种氯代苯阳离子进行了理论研究,优化其电子基态的结构,计算了对应分子的垂直电离势(VIP)和绝热电离势(AIP).依据Jahn-Teller理论,确定了1,3,5-C6H3Cl3+和C6Cl6+离子分别具有C2v(2B1)和D2h(2B2g)结构(对应分子分别为D3h和D6h结构).其余10个离子的构型的对称点群与对应分子相同,但构型参数值有明显差别.用B3LYP方法计算的各氯代苯分子的垂直电离势和绝热电离势与实验值符合得很好.     

槲皮素抗氧化活性的密度泛函理论研究

采用杂化密度泛函理论(DFT)方法, 预测了黄酮类化合物槲皮素分子的几何结构、电子结构和脱氢解离焓, 分析了这些性质与分子活性位的关系, 探讨了槲皮素分子的抗氧化活性, 即与活性氧自由基•OH, •OOH和 的反应机理. 在B3LYP/6-31＋G(d)水平下, 计算得到的槲皮素分子脱氢自由基的相对稳定性、脱氢解离焓和氢提取过程的活化能都表明, 槲皮素中的4 -羟基活性最高, 最有可能参与自由基的清除. 4 -羟基位的这种反应活性主要来源于相邻羟基之间的弱氢键相互作用. 深入研究槲皮素分子的抗氧化机理, 有助于更合理地设计和合成新的抗氧化剂.     

新型苯并呋喃噻吩(吲哚)二酮染料的密度泛函理论研究

在密度泛函理论(DFT)的B3LYP/6-31G*水平上对8个苯并呋喃噻吩(吲哚)二酮染料进行理论计算,分析了CH3、OCH3、Br对染料母体的几何结构、稳定性和能量的影响。并应用含时的密度泛函理论(TD-DFT)在同样水平下计算它们的电子光谱。结果发现:母体被取代后能量降低,结构变稳定;8个苯并呋喃噻吩(吲哚)二酮染料的最低单重激发态均主要源自HOMO-LOMO(π-π*)跃迁。     

Density Functional Theory Study on the Optical Properties of Mn-doped GaN

The absorption and emission spectra of the wurtzite Mn-doped GaN were calculated with cluster models.The predicted lattice parameters become slightly larger than those of undoped cluster.The average bond length of Mn-N is longer than that of Ga-N.Spin density shows that one Mn atom in these clusters has four single electrons with the same direction of the spin polarity.The new energy level with light Mn-doping appears at 1.37 eV above the valance band.The absorption spectra of Mn-doped GaN cover the visible light region.The calculated emission spectra show that the green luminescence of GaN material in experiment did not result from Mn dopant.With the increase of Mn doping,the emission intensity of yellow or blue band increases to different extent and the band-to-band emission band shows red shift from peak at 3.34 to 3.24 eV.     

1,5-萘二胺衍生物的密度泛函理论研究

用量子化学的密度泛函理论方法,在B3LYP/6 31G水平上,对N,N′ 二苯基 N,N′ 二(1 萘基) 1,5 萘二胺(NPN)进行了理论计算.结果发现:NPN有两个平衡构型(trans NPN,cis NPN),trans NPN比cis NPN稳定,谐振动频率分析表明它们都是稳定构型.在PM3/CIS水平上计算了它们的电子光谱,得到了由基态到各激发态的垂直跃迁能和相应的振子强度,计算结果与实验符合得很好.     

N—O键解离焓的密度泛函理论研究

在高精度计算方法G3和G3B3的基础上,比较了密度泛函理论(DFT)十几种方法对N—O键解离焓(BDE)相对于实验值的计算精度,发现用B3P86方法计算15种化合物N—O键的BDE,均方根误差最小,仅为6.36kJ·mol-1,计算值与实验值的线性相关系数为0.991.在此基础上,用该方法分别计算了非芳香化合物及芳香化合物的N—O键BDE.通过自然键轨道分析,发现部分N—O键的BDE与N—O键的键长、原子电荷密度及键级之间存在定量关系.此外,在B3P86方法的基础上预测了几种典型的杂环芳香化合物N—O键BDE值.     

镱硫属化合物的密度泛函理论研究

用密度泛函理论(DFT)研究镱硫属化合物的电子结构和性质,通过与实验比较考察了现有的几种近似密度泛函公式对镧系元素化合物的适用程度和相对论效应的影响.结果表明,用DFT计算的YbO键长对实验值的偏差约为0.002nm;但得到的键能即使在考虑梯度校正和相对论效应之后,仍比实验值高,在定域密度近似基础上引入交换梯度校正使键能计算值减小,其中PW86x使键能计算值减小稍多些,结果更接近实验值;相关梯度校正使键能计算值升高.相对论效应使键长缩短0.004～0.006nm,键能减小约0.5eV.计算结果的分析表明,Yb的5d轨道和配体的np轨道间形成σ键和π键.在所研究的分子体系中,配体原子从O到Te、Yb原子的5d轨道布后数依次减少,同键能减弱的顺序一致.相对论效应使键能减小的主要原因是在成键过程中发生了Yb的6s电子向5d轨道的转移,而相对论效应使该过程能量增加.偶极矩和电荷分布的计算表明,Yb-L键以共价性为主,相对论效应使共价性成份增加.     

Density Functional Theory Study on the Histidine-assisted Mechanism of Arylamine N-Acetyltransferase Acetylation

Arylamine N-acetyltransferases （NATs, EC 2.3.1.5） catalyze the N-acetylation of primary arylamines, and play a key role in the biotransformation and metabolism of drugs, carcinogens, etc. In this paper, three possible reaction mechanisms are investigated and the results indicate that if the acetyl group directly transfers from the donor to the acceptor, the high activation energies will make it hard to obtain the target products. When using histidine to mediate the acetylation process, these energies will drop in the 15-45 kJ/mol range. If the histidine residue is protonated, the corresponding energies will be decreased by about 35-87 kJ/mol. The calculations predict an enzymatic acetylation mechanism that undergoes a thiolate-imidazolium pair, which agrees with the experimental results very well.