1,2,3-三氮杂苯-水复合物氢键相互作用

用密度泛函理论在B3LYP/6-31 G**水平上对1,2,3-三氮杂苯和水形成1:1、1:2和1:3复合物的基态氡键结构进行几何优化和性质计算．计算结果表明,复合物之间存在较强的氢键作用．所有稳定复合物结构中形成一个N…H-O氢键并终止于O…H-C氢键的氢键水链构型最稳定．氢键的形成是水分子中H-O键振动频率减小(红移)．NBO分析表明,最稳定的1:1、1:2和1:3复合物发生分子间电荷转移总量分别为0．0222e、0．0261e和0．0273e．同时,用含时密度泛函理论方法在TD-B3LYP/6-31 G**水平计算了1,2,3-三氮杂苯单体及其氢键复合物的第一1(n,π*)激发态的垂直激发能．     

1,3,5-三氮杂苯－水簇氢键结构性质

在B3LYP/6-31 G**和MP2/6-31 G**水平上对1,3,5-三氮杂苯-(H2O)n(n=2,3)复合物的基态氢键结构进行几何优化和性质计算,结果表明复合物之间存在较强的氢键相互作用,所有稳定复合物结构中形成一个N…H-O氢键并终止于弱O…H-C氢键的氢键水链构型最稳定.氢键的形成是水分子中H-O键振动频率减小(红移).NBO分析表明,最稳定的1:2和1:3复合物发生分子问电荷转移总量分另q为0.02501 e和0.02777 e.     

理论研究二氧化碳在有机吸收剂1，3-二苯胍中的氢键相互作用

如今碳捕获和储存技术已得到了迅速发展以减少对环境的二氧化碳排放. 研究发现胺基有机分子溶剂能有效地吸收二氧化碳,并通过氢键和二氧化碳形成的碳酸氢盐相互作用. 最近,实验报道了一种1,3-二苯基胍溶液,在室温条件下能捕获环境中的二氧化碳并将其转化为有价值的化学品. 然而,1,3-二苯基胍分子在溶液状态下如何与二氧化碳相互作用的机理仍不清楚. 在这项工作中,利用分子动力学方法模拟研究了溶液相中1,3-二苯基胍分子与二氧化碳的复杂作用细节. 模拟结果表明,质子化的1,3-二苯基胍分子和碳酸氢根离子倾向通过不同的双氢键模式作用形成稳定的复合物. 精确的密度泛函方法计算表明,这些双氢键复合物在热力学上相当稳定. 本研究有助于理解溶液相中1,3-二苯基胍分子中催化转化二氧化碳的机理.     

肾上腺素与二甲亚砜氢键作用的理论研究

采用PM 3半经验方法对肾上腺素和二甲亚砜与肾上腺素形成的 1∶1复合物的结构进行了几何优化 .在此基础上用密度泛函理论 (DFT)的B3LYP方法 ,分别在 6 31G、6 31G 、6 31+G 基组水平上进行了精确计算 ,并通过单点能计算考察了它们之间在形成各种复合物前后的能量和分子结构参数变化特点 .在各基组水平上所有物种的能量均进行零点振动能 (ZPVE)校正 .计算结果表明 ,二甲亚砜与肾上腺素能形成 6种稳定的复合物 ,在这些复合物中都具有较强的氢键作用 .计算结果能够解释有关实验现象     

硝酸羟胺-(H_2O)_n复合物氢键相互作用的密度泛函研究

为研究硝酸羟胺-(H_2O)_n复合物的氢键作用,采用密度泛函B3LYP方法在6-311++G(d, p)基组水平上对硝酸羟胺-(H_2O)_n复合物的结构进行优化,采用MP2/6-311++G(d, p)方法,经基组叠加误差和零点能校正计算得到复合物的相互作用能.利用自然键轨道分析方法研究复合物氢键作用的本质,并对复合物中水分子的振动光谱进行分析.计算结果表明,硝酸羟胺-(H_2O)_n复合物存在着6个硝酸羟胺-H_2O稳定构型和8个硝酸羟胺-(H_2O)_2稳定构型,且最稳定构型的相互作用能分别为52.821 kJ·mol~(-1)和73.349 kJ·mol~(-1).在硝酸羟胺-(H_2O)_n复合物中,水中H-O伸缩振动频率明显红移,且红移增大的程度与复合物稳定化能的变化趋势基本一致.     

锇杂苯的电子结构及芳香性

使用密度泛函理论及片段轨道相互作用分析方法 ,研究了典型的锇杂苯的电子结构和芳香性 .结果表明 ,锇碳六员环具有较好的环平面性及键的离域性 ,占据的锇dxz轨道与碳环的 3π空轨道之间的反馈π键相互作用 ,使得环上离域π电子数满足H櫣ｃｋｅｌ的 4n +2规则 ,计算的环外质子化学位移、同键反应芳香性稳定化能、绝对硬度和磁化率增量数据均表明锇杂苯具有芳香性     

苯并二氮杂卓及其衍生物立体化学的1H NMR研究

应用¹H NMR技术对一些以[2+4]环加成方式合成出的苯并二氮杂卓的立体化学进行了研究.利用偶合常数和gNOESY的结果,证明了二氮杂卓七员环的扭船式溶液构象,并与其类似的苯并硫氮杂卓作了比较和讨论.     

儿茶素与脱氧腺苷相互作用的理论研究

本文采用密度泛函理论的M05方法,在6-311+G**基组水平上对建模的儿茶素-脱氧腺苷复合物进行几何结构的优化,得到了13个稳定的儿茶素-脱氧腺苷复合物.应用了自然键轨道(NBO)理论和分子中的原子理论(AIM)进行研究,氢键临界点电荷密度,拉普拉斯值,糖基扭转角!,假扭转角P等数据进行辅助研究,对这13种复合物中氢键的特征与性质进行了分析,还考虑了溶剂化效应对儿茶素与脱氧腺苷相互作用的影响.计算结果表明氢键对于复合物的稳定性起着非常重要的作用,而氢键的类型以及键级的大小共同影响着复合物的稳定性.所有的复合物进行基组重叠误差(BSSE)校正,相互作用能主要来自氢键贡献.通过计算结果分析比较,进而在理论上为儿茶素类药物的设计、修饰﹑合成和筛选提供有价值的信息.     

冰的氢键振动研究

虽然水分子结构简单,但是关于水冰的基本理论仍有很多问题没有科学答案.对于冰的原子分子振动,人们对其分子内的伸缩和弯曲振动以及分子的空间转动已经研究得很清楚.然而30年前,高亮度的非弹中子散射实验发现,很多冰相的远红外分子平移区中存在两个明显的特征振动峰,对其来源一直没有定论.本文基于第一性原理密度泛函理论的CASTEP代码,系统研究了不同冰相的振动谱和振动模式.在对最简单的氢有序冰Ic模型的研究中,首次发现了两类本征的氢键振动模式.以此为线索,继续模拟其他的冰相,发现无论是氢有序还是氢无序结构都存在这个规律.利用冰晶格局域正四面体理想模型,理论上证明了两类振动模式可分为围绕一个水分子的氢键的四键振动和双键振动.高压下,因为结构变形,存在介于二者之间的耦合振动.此外,还有能量更低的一些光学支振动模式,比如团簇的振动、面间振动.冰VII/VIII, XV/VI等结构,是由两个子晶格嵌套而成的,两个子晶格之间还有非氢键的相对振动.综上,这些分子平移振动可解释所有冰相的远红外振动谱,为冰的分子振动理论补足了最后一块拼图.由于液态水不存在这两类氢键振动,因此其远红外吸收带在两个氢键位置恰好是个波...     

胞嘧啶-水分子氢键团簇结构特性理论研究

使用密度泛函理论B3LYP方法,在6-311++G(d , p)基组水平上,研究了C4H5N3O·(H2O)n (n=1~3)分子团簇的基态结构及红外线光谱。通过对C4H5N3O·(H2O)n (n=1~3)分子团簇结构优化,获得了团簇的六种稳定结构。三种最稳定结构的分子团簇的红外光谱表明O—H…O和N—H…O氢键的形成使得O—H和N—H之间伸缩频率减小,发生了红移; O—H…N氢键使O—H之间的伸缩振动频率变大,发生了蓝移。AIM程序分析表明：电子密度的强弱反映了红移和蓝移的大小。之后使用Veda4软件对C4H5N3O·(H2O)n (n=1~3)分子团簇红外光谱的振动频率进行了分析,并对振动频率进行了比较。     

利用拉曼光谱分析冰Ih相的表面薄层的氢键结构

水是生活中一种最基本且最重要的物质,由于它的一些奇特性质和反常物性,得到了广泛的研究,而拉曼光谱是研究水分子结构的一种非常合适的方法,它通过获得分子的振动和转动信息来理解分子结构和分子间的相互作用。在常压下测量了-20～-190 ℃温度范围内冰Ih相的表面薄层的拉曼光谱,实验结果发现随温度降低,冰Ih相的O∶H范德瓦尔斯键向高波数方向移动,而O-H极性共价键向低波数方向移动;且拉曼频移与温度呈线性关系,通过对不同振动模式的斜率进行比较,判断其键长的伸缩变化关系,从而证明了冰Ih相密度随温度的减小而增大,采用氢键理论(结构)给予了解释。同时,发现在-150 ℃时,O-H键反对称伸缩振动模式和O∶H键振动模式的拉曼峰强发生了突变,这表明冰Ih相发生了相变--冰Ⅺ相(冰Ih的质子有序相)。     

CLi+5超碱团簇的结构及储氢性能的理论研究

利用密度泛函理论( B3LYP) 方法,在 6 - 311 + + G ( d,p) 基组水平上,对超碱团簇 CLi₅及其阳离子体系 CLi₅⁺的几何结构和稳定性等物理化学性质进行理论计算,并进一步研究它们的储氢性能． 分析可知,CLi₅⁺超碱离子团簇结构相比中性 CLi₅团簇结构动力学稳定性要高,表面吸氢能力更强． 氢分子在 CLi₅⁺表面能以介于物理吸附与化学吸附之间的形式吸附,每个 Li 原子最多可以有效吸附三个 H₂,平均吸附能处于 1. 065 ～ 2. 732 k Cal/mol 范围内,储氢质量分数可达 39. 30 wt % ,表明 CLi₅⁺超碱离子团簇可以作为一种理想的储氢材料．     

木犀草素与腺嘌呤相互作用的理论研究

本文采用密度泛函理论中的B3LYP方法,在6-31+G~*基组水平上对木犀草素—腺嘌呤复合物进行结构优化和振动频率分析,得到了16种稳定的木犀草素—腺嘌呤复合物.应用分子中的原子理论(AIM)分析、自然键轨道(NBO)理论分析得到复合物氢键性质和特征.通过基组重叠误差(BSSE)校正后的相互作用能、成键临界点电荷密度、二阶稳定化能综合分析,得出三氢键复合物C-11结构是最稳定的.综合比较DNA的四个碱基与木犀草素间的相互作用,木犀草素与胸腺嘧啶的相互作用最强,木犀草素-腺嘌呤相互作用最弱,DNA的四个碱基与木犀草素间的相互作用能均比木犀草素与水间相互作用能大,这说明木犀草素作为抗癌药物能有效的发挥作用.     

氢键对于偶氮苯衍生物非线性光学性质的影响

设计合成了三种偶氮苯化合物,分子的一端为羟基,改变其对位取代基团硝基、氢和甲氧基. 并利用Z扫描技术分别测试了偶氮苯化合物在THF及CHCl₃溶液中的三阶非线性光学响应,所用激光输出波长为532 nm、脉宽为16 ns. 结果表明：对于不同取代基团的偶氮苯化合物,改变不同溶剂其酚羟基与THF 溶剂分子间形成了氢键,体系中供电子能力增强,分子排列有序度提高,因此非线性吸收系数和非线性折射率)相比较于CHCl₃溶液,均表现出了不同程度的增强;同一溶剂中,4-硝基-4'-羟基偶氮苯由于其形成了推拉电子结构,电子云更易于流动,电荷转移程度高,表现出更大的非线性光学响应特性.     

由四溴化碳、卤阴离子和溶剂分子组成的三角形卤键和氢键超分子复合物的理论与谱学研究

通过计算化学结合谱学实验揭示了四溴化碳与卤阴离子在质子溶剂中形成的CBr₄…X^-…H-C三角形的三键超分子复合物的作用模式. 卤键与氢键的强度均遵循：碘化物>溴化物>氯化物. 三键复合物中的卤键与氢键均呈现一定的协同效应. 紫外可见吸收光谱观察到四溴化碳与卤阴离子作用出现的新电荷转移峰,即卤键作用的吸收峰. 并利用Benesi-Hildebrand法确定了1:1的化学计量比、摩尔吸光系数及键合常数. 摩尔吸光系数及键合常数受溶剂的介电常数影响,在相同溶剂中遵循碘化物>溴化物>氯化物. 由键合常数表示的作用强度与理论计算的作用能相一致. 红外光谱测定的溶剂分子C-H振动频率随卤阴离子的加入有明显的红移,预示着C-H…X^-氢键的形成. 实验与理论均证明这种通过共享卤阴离子的三键复合物的存在.     

三碘甲状腺素团簇结构与光谱性质的密度泛函理论研究

我们利用密度泛函理论(DFT),在B3LYP/Lan12mb基组水平上,得到了三碘甲状腺素团簇的几何和电子结构.在此基础上,利用含时密度泛函理论(TDDFT),使用相同的基组和采用极化连续介质模型(PCM),对其溶剂效应下的吸收光谱进行研究．研究结果表明,优化所得三碘甲状腺素团簇的对称性为C₁;在基态稳定结构基础上,研究了该分子的红外和拉曼分子振动谱特性,同时研究了其输运性质,即三碘甲状腺素团簇为p型输运材料;通过含时密度泛函理论,在优化好的基态结构基础上,又计算了它的溶剂效应,进一步得出该分子在水溶剂中的吸收光谱特性.     

儿茶素-胸腺嘧啶分子间相互作用模式的密度泛函研究

采用密度泛函理论的B3LYP方法,在6-31+G*基组水平上研究了儿茶素-胸腺嘧啶分子间相互作用机制,得到稳定的儿茶素-胸腺嘧啶复合物13个,并且复合物形成了2个或更多的氢键. 另外,在相同机组水平上进行了振动分析,结果表明儿茶素-胸腺嘧啶复合物间存在N-H…O、C-H…O、O-H…O三种类型氢键,氢键对于复合物的稳定性起着重要的作用. 应用了分子中的原子理论和自然键轨道理论对这13种复合物中氢键的性质和特征进行了分析. 发现所有的氢键复合物进行基组重叠误差校正后的相互作用能为-18.15～-32.99