CH3N3与C60(NCH3)2作用生成三氮杂富勒烯衍生物的反应机理

利用AM1半经验算法和密度泛函理论, 研究了CH3N3进攻C60(NCH3)2生成三氮杂富勒烯衍生物C60(NCH3)3的反应机理及区域选择性. 计算结果表明, CH3N3加成在C60(NCH3)2的两个不同位置的5/6单键上的反应均遵循分步机理. 反应途径上都存在3个过渡态和3个中间体. 从整个反应活化能、表观活化能以及速控步活化能来看, 生成稳定产物的反应并不占优势.     

C60加成反应的理论研究

用AM1方法研究了C₆₀与醌并二烯加成反应的机理,并对反应的过渡态及加成产物的构型进行了优化.研究发现,醌并二烯与C₆₀的加成是协同进行的,反应的活化能较低;而氧取代的醌并二烯与C₆₀的加成是协同进行但不同步,反应的活化能较高.前线轨道理论的研究表明反应是由亲二烯体C₆₀的LUMO控制的.     

C60富勒烯-哌啶硫代荒酸酯稠合体的合成与三线态特征

C₆₀富勒烯与2-(哌啶-硫代荒酸酯)-1,3-丁二烯通过Diels-Alder环加成反应得到C₆₀富勒烯-哌啶硫代荒酸酯稠合体,运用现代波谱技术等确定了产物结构;用半经验方法PM3和AM1计算预测环加成反应性和C₆₀富勒烯-哌啶硫代荒酸酯稠合体的性能.激光光解时间分辨技术初步探究了单加成的C₆₀富勒烯-哌啶硫代荒酸酯稠合体(C₆₀-PX)三线态特征以及与四-(2-噻吩基)-四硫富瓦烯(TT-TTF)分子间的光诱导电子转移反应.     

Jahn－Teller变形后C60－的结构和电子光谱

用INDO系列方法对C₆₀^－进行几何构型优化,得到D_3d对称性的构型,表明C₆₀^－确实发生了Jahn-Teller畸变,导致单键变短,双键变长,形成10种键,6种不等同碳原子,并以此构型为基础,计算了C₆₀^－的电子光谱,与实验结果吻合;同时对光谱进行了理论指认;最后对C₆₀^－的3种构型：D_5d,D_3d,D_2h的几何构型、能量、光谱和反应特性进行了分析、比较和总结。     

C60O3的结构和电子光谱的理论研究

用INDO系列方法对C₆₀O₃的可能构型进行研究,结果表明:环氧结构邻近的6-6键易发生进一步的加成反应.其中3个氧原子加在同一个六元环的6-6边上,形成环氧结构最稳定的C₃v构型,第3个氧原子加在2个环氧结构相邻的六元环的6-6边上的C₂、C_s构型也相当稳定,C₂、C_s构型的部分¹³C NMR谱与实验吻合.C₆₀O₃可能有较好的反应活性,其电子光谱属于理论预测.     

·OH自由基引发CH3SSCH3•+自由基裂解反应机理的理论研究

采用UωB97X-D/6-311+G^**方法, 研究了气相、 甲苯和水中OH自由基(·OH)引发CH₃SSCH₃自由基阳离子(CH₃SSC{\mathrm{H}}_{\mathrm{3}}^{?}⁺, DMDS^?+)裂解的反应机理, 并讨论了溶剂效应对反应的影响. 结果表明, ·OH和DMDS^·+首先形成自由基耦合产物CH₃S(OH)SCH₃⁺(R1)和氢提取产物复合物[CH₂=SSCH₃+H₂O]⁺(R2); 随后R1裂解直接发生 S—S键断裂协同质子转移, 而R2裂解依次发生构象变化、 C=S键亲碳加成和S—S键断裂协同质子转移. 去质子化的裂解产物为CH₃SOH, CH₂=S和HSCH₂OH. 甲苯略微降低了裂解反应速控步骤的自由能垒. 水溶剂有利于R1裂解, 但不利于R2裂解, 尤其是单个水分子参与反应. 在气相、 甲苯和水中, 以·OH和DMDS^·+为初始反应物, 虽然速控步骤的自由能垒为167.6~202.8 kJ/mol, 但裂解反应均是放热反应(?154.3~?31.4 kJ/mol).     

CO和CH3O在Cu2O(111)表面吸附特性及共吸附的理论研究

基于密度泛函理论, 采用广义梯度近似方法结合周期平板模型, 对Cu₂O(111)非极性表面上CO和CH₃O的吸附和共吸附进行了系统的研究. 计算了CO以4种吸附模式和CH₃O以O端在Cu₂O(111)表面上的吸附, 通过对不同吸附位置的吸附能、几何构型参数和Mulliken电荷的计算和比较发现, Cu₂O(111)表面上配位未饱和铜离子(Cu_CUS)为CO的活性吸附位; 配位饱和铜离子(Cu_CSA)为CH₃O的活性吸附位. CO和CH₃O吸附于Cu₂O(111)表面后, 表面弛豫现象明显改善. CO和CH₃O与Cu₂O(111)表面能够形成共吸附体系, CO和CH₃O之间的相互作用力达到75.89 kJ/mol, 为典型的化学作用, 有助于促进CO和CH₃O反应形成表面物种CH₃OCO, 计算结果与实验事实一致.     

新奇二茂铁甲基氮C60衍生物的合成、结构

尽管目前人们对富勒烯[C₆₀]的过渡金属有机物研究较多^[1],但通过氮卡宾方式连接的C₆₀二茂铁衍生物尚未见报道。鉴于对C₆₀反应的浓厚兴趣及二茂铁的广泛应用价值^[2]我们 利用C₆₀的缺电子性^[3]将其与二茂铁甲基氮卡宾进行[1+2]环加成反应,分离并表征了一种具有齿轮式结构的新奇C₆₀二茂铁衍生物(CpFeC₅H₄CH₂N)5C₆₀(l)。     

CF3CH2CH3+OH的反应机理及动力学性质的理论研究

采用密度泛函理论BB1K/6-31+G(d,p)计算了反应CF₃CH₂CH₃+OH各反应通道上驻点的稳定结构和振动频率, 并分别在BMC-CCSD, MC-QCISD和G3(MP2)水平上进行了单点能校正. 运用变分过渡态理论, 在BMC-CCSD//BB1K, MC-QCISD//BB1K, G3(MP2)//BB1K以及BB1K水平上计算了各反应通道的速率常数, 讨论了-CH₂和-CH₃基团上H提取通道对总反应的贡献, 并与已有实验和理论结果进行了对比. 计算结果表明, BMC-CCSD水平上的速率常数与实验测量值符合得很好, 进而给出了该水平上反应在200~1000 K温度范围内速率常数k(cm³?molecule^-1?s^-1)的三参数表达式: k=1.90×10^-21T^3.21exp(-292.62/T).     

C2H5C60H的加成产物的结构和光谱性质的量子化学研究

用INDO系列方法对C₂H₅C₆₀H的1,2-加成和1,4-加成两种产物异构体的结构进行了理论研究,结果表明1,2-C₂H₅C₆₀H具有Cs对称性,1,4-C₂H₅C₆₀H没有任何对称性,1,2-C₂H₅C₆₀H的总能量比1,4-C₂H₅C₆₀H的低。以此优化构型为基础,计算了两种产物异构体的电子吸收光谱,讨论了其光谱红移的原因,同时对产物的NMR谱进行了探讨。     

HC60CH2C6H5的结构及光谱的理论研究

用ＩＮＤＯ系列方法研究了由Ｃ６０＾２－制备的衍生物ＨＣ６０ＣＨ２Ｃ６Ｈ５的结构和ＵＶ光谱。结果表明，六元环上的１，２－异构体具有Ｃｓ对称性，１，４－异构体具有Ｃ１对称性。以优化构型为基础，计算两种加成产物的ＵＶ光谱，表明１，２－异构体的特征吸收与实验值相符；同时，对１，４－异构体的ＵＶ光谱进行了理论预测，对电子跃迁进行了理论指认，并分析了光谱红移的原因。     

C60O结构和电子光谱的理论研究

用ＩＮＤＯ系列方法研究Ｃ６０Ｏ的两种结构：一是桥氧加在２个六元环之间的键上为Ｃ２ｖ构型；另一个是桥氧加在１个五元环和１个六元环之间的键上为Ｃｓ构型。计算表明，从总能量、ＨＯＭＯ－ＬＵＭＯ能级差和光谱性质看，Ｃ６０Ｏ的稳定构型都应是Ｃ２ｖ构型，该Ｃ２ｖ异构体具有环氧结构（桥Ｃ１５－Ｃ３０键长为０．１５１８ｎｍ，键序为０．８７４４），其电子光谱计算结果与实验值较好地符合。     

C_(70)R_2(R=OH,CH_3)的结构和电子光谱

INDO方法研究了C70R2（R＝OH，CH3）4种异构体的结构和稳定性，表明1，9－C70（OH）2比7，8－C70（OH）2稳定，两者能量差为38．5kJ／mol，而7，8－C70（CH3）2比1，9－C70（CH3）2能量低23．0kJ／mol．以优化构型为基础，对C70R2（R＝OH，CH3）的电子光谱进行了理论预测．     

晶态C60,K3C60,K6C60的能带计算

本文用紧束缚法的ＥＨＭＯ三维晶体轨道程序进行计算求得了Ｃ６０，Ｋ３Ｃ６０和Ｋ６Ｃ６０的能带结构，并得到了一系列过去未曾见过报导的原子投影态密度、轨道、原子重叠布据、原子电荷、轨道矢量等数据。从这些能带图中可以充分说明三种物质的区别，并可解释Ｋ３Ｃ６０的超导性和Ｃ６０与Ｋ６Ｃ６０的绝缘性。     

分子C_(60)CH_2(C_(2V))气相热力学性质的理论研究

自从富勒烯被发现并能常量制备以来,人们就开始了对Ｃ６０衍生物的研究．Ｃ６０ＣＨ２是Ｃ６０最简单的衍生物之一,Ｃ６０ＣＨ２有２种异构体,根据所属点群的对称性划分一种是属Ｃ２Ｖ群的Ｃ６０ＣＨ２（Ｃ２Ｖ）,另一种是属ＣＳ群的Ｃ６０ＣＨ２（ＣＳ）．文献［１］...     

Electrochemical behavior of C-(60) modified electrode in aqueous solutions

The construction of adsorptive type C60 modified electrode and its electrochemical reduction and oxidation behavior in aqueous solutions are described in this report. Four pairs of one-electron transfer reduction and oxidation cyclic voltammetry is obtained in aqueous solution containing 30% CH3CN and 2% (C2H5)4NOH. It is reported in this paper that the C60 modified electrode also catalyzes the electrochemical reduction of dissolved oxygen in 40% DMF and 2% (C2H5)4NOH aqueous solution and this might open a new field for the potential applications of C60 in electrochemistry and electroaualytical chemistry.     

C60分子的非线性元激发和电子能谱

1 计算方法在本文中我们利用推广的SSH 模型,采用自洽迭代的数值计算方法,得到C_(60)分子基态、激发态的电子能谱和几何结构.这与分子轨道和密度泛函理论的计算结果是极相符的.在研究导电聚合物,特别是trans-polyacetylene 链的电子态时,苏武沛等提出了著名的SSH 模型,从理论上阐明了非线性元激发(孤子、极化子、双极化子)的物理图象.鉴于C_(60)分子与PA 链有某些相似之处,实验证实了C_(60)分子中的每个C 原子,通过三个σ电     

气相反应C_(60)+O_3=C_(6O)(C_(2v))+O_2热力学函数的计算

计算了气相反应C60＋O3＝C6O（C2v）＋O2的热力学函数．得到了该反应Gibbs自由能的具体数值，结果表明在所研究的温度范围内Gibbs自由能为负值，从热力学角度来说，该反应可以自发进行,在计算该气相反应热力学函数的基础上，给出了气相C6O（C2v）的标准热力学函数