木榄醇手性光谱的密度泛函研究

手性光学理论研究有助于解释手性分子的旋光机理和设计新的手性药物.采用B3LYP方法,计算了木榄醇A—C的旋光度和圆二色谱.从分子结构、正则振动和电子结构方面,探索了分子手性微观起源,分析了旋光度和电子圆二色谱的溶剂效应.表明OH的引入可调节分子的手性,甲基和苯环加强了分子的手性.发生在手性骨架上的振动和电子跃迁,加强了分子的手性.溶剂效应减小旋光度、削弱电子圆二色谱. 关键词： 木榄醇 光学活性 密度泛函理论 圆二色谱     

水环境下布洛芬分子手性转变机制的理论研究

基于密度泛函理论对水环境下布洛芬分子的手性转变机制进行研究。通过寻找水与S和R型布洛芬分子的复合物、水环境下布洛芬分子异构的过渡态及中间体等极值点的结构,绘制了水环境下布洛芬分子手性转变路径的氢转移和中间体异构过程的势能面。结果表明：水环境下布洛芬分子手性转变有两条路径。其氢转移过程均可通过单个和两个水分子作为桥梁实现,最高能垒均来自于手性碳的氢向羰基氧的转移过程,并且都是以2H2O为桥梁时能垒最低。氢在羧基内转移后,手性碳的H再向羰基O转移的能垒为38.25Kcal/mol。手性碳的H先向羰基O转移过程的能垒为40.87Kcal/mol。这都比孤立条件下的能垒73.54 Kcal/mol降低了许多。揭示了水分子在布洛芬分子对映体手性转变过程中的催化作用,说明了布洛芬在体内可以缓慢地实现手性转变的一个原因,同时为进一步实现手性分子的对映体转变调控提供了理论参考。     

水环境下布洛芬分子手性转变机制的理论研究

基于密度泛函理论对水环境下布洛芬分子的手性转变机制进行研究。通过寻找水与S和R型布洛芬分子的复合物、水环境下布洛芬分子异构的过渡态及中间体等极值点的结构,绘制了水环境下布洛芬分子手性转变路径的氢转移和中间体异构过程的势能面。结果表明：水环境下布洛芬分子手性转变有两条路径。其氢转移过程均可通过单个和两个水分子作为桥梁实现,最高能垒均来自于手性碳的氢向羰基氧的转移过程,并且都是以2H2O为桥梁时能垒最低。氢在羧基内转移后,手性碳的H再向羰基O转移的能垒为38.25Kcal/mol。手性碳的H先向羰基O转移过程的能垒为40.87Kcal/mol。这都比孤立条件下的能垒73.54 Kcal/mol降低了许多。揭示了水分子在布洛芬分子对映体手性转变过程中的催化作用,说明了布洛芬在体内可以缓慢地实现手性转变的一个原因,同时为进一步实现手性分子的对映体转变调控提供了理论参考。     

孤立条件下布洛芬分子手性转变过程的理论研究

基于密度泛函理论的B3LYP方法,采用6-31+g(d,p)基组,对孤立条件下布洛芬分子的手性转变过程进行研究.通过寻找反应过程中包括过渡态和中间体的各极值点结构,绘制了布洛芬分子手性转变路径反应势能面,分析了各极值点的几何和电子结构特性.结果表明:布洛芬实现从S型到R型手性转变的反应路径有两条.路径1包括三个过渡态和两个中间体,路径2包括四个过渡态和三个中间体.反应路径上最大的能垒是73.54 Kcal/mol,来源于手性碳上的氢向羧基上的氧转移.这一研究为进一步实现一些有重要应用价值的点手性分子手性转变反应调控提供了理论参考.     

磁场中手性碳纳米环的类超导效应

利用导出的任意手性碳纳米环（TCNTs）的电子状态－能量关系式,对磁场中任意手性TCNTs所具有的类似超导环的性质及持续电流的手性效应进行理论探讨。在T＝0K时,金属型和半导体型TCNTs象介观一维正常金属环一样具有类似超导环的性质、即持续电流以磁通量子φ0为周期随φ线性变化,且对手性角θ、环半径R极为敏感。手性TCNTs类似超导环的性质比高对称TCNTs明显得多,但随R增大而减弱,且减弱的快慢也与手性角θ有关。     

倍半萜类化合物比旋光度的理论计算

应用了从头计算Hartree-Fock方法,在6-31G机组下,对具有多个手性中心的一系列倍半萜类化合物的比旋光度进行了理论计算,理论计算值与实验值符合得较好.因此,可以通过该计算方法来帮助确定倍半萜类化合物的中的手性碳原子的构型.     

倾斜L形手性结构的制备以及圆二色性

在单层聚苯乙烯小球模板上,制备了大面积倾斜L形手性结构.通过倾斜角沉积技术,在小球的一侧生长二氧化硅,在二氧化硅上面沉积金属层;在垂直方向沉积另一金属层,使两个金属层具有不同高度从而形成倾斜L形手性结构.研究发现,通过控制二氧化硅的厚度,可以实现倾斜L形手性结构的圆二色性的调控.数值模拟结果表明,倾斜L形手性结构的圆二色性机制符合Born-Kuhn模型理论.     

双振子模型手性分子介质的二次谐波理论

推导了在二次谐波条件下耦合双振子模型手性分子的一阶超极化率，给出了薄膜手性介质的二阶极化率，分析了分子的微观参量对二次谐波产生效率的影响.理论计算所得的偏振旋转角谱和已有的实验结果相符. 关键词： 手性分子 分子极化率 介质极化率 二次谐波     

二次谐波线二向色性方法研究气液界面手性的理论分析与实验

二次谐波线二向色性方法是定量研究气液界面手性的重要光学方法,此方法得到的手性响应既可能来源于界面超分子的电偶极矩的贡献,也可能是电偶极矩和磁偶极矩的共同贡献。分清这两种贡献,是研究界面超分子手性形成机理的前提条件。对两种情况下S偏振的二次谐波强度的偏振公式进行了对比分析和数值模拟,总结了各自的偏振曲线的线型特点,进一步分析了电偶极矩和磁偶极矩的二阶非线性极化率张量分量对手性响应的影响。推导了两种情况下表征界面手性的物理量——手性过量的表达式,分析了电偶极矩和磁偶极矩对手性过量的影响。通过卟啉气液界面手性的实验检测结果,验证了理论分析的正确性,该模拟对实验数据分析有重要意义。     

密度泛函理论研究具有手性侧链的卟啉液晶分子几何结构与电子光谱

采用量子化学密度泛函理论方法在B3LYP/6-31G水平上对具有手性侧链的卟啉液晶分子进行几何结构优化,在此基础上使用含时密度泛函理论方法计算了分子第一激发态的电子垂直跃迁能,得到最大吸收波长λmax.计算表明,手性侧链取代基对λmax的影响不大,Zn络合导致最大吸收波长兰移,与实验结果一致.     

手性沿面排列IPS模式液晶盒中的动态响应

根据Ericksen和Leslie的液晶弹性理论和动力学理论对共面转换液晶显示器件(IPS LCDs)响应时间参数进行分析,将手性平行排列引入这种模式,给出此种盒中的指向矢分布的动态方程.通过计算液晶盒中的瞬时指向矢分布,得到响应时间参数与扭曲角之间的关系.计算结果表明:具有一定扭曲角的手性沿面排列IPS模式的液晶盒将会有很高的响应速度.     

纤维素衍生物手性固定相HPLC拆分非洛地平对映体

采用高效液相色谱法(HPLC),在硅胶涂敷纤维素三-(4-甲基苯甲酸酯)手性固定相上拆分非洛地平.研究了异丙醇体积含量、流速及柱温对非洛地平对映体拆分行为的影响.同时还模拟了在制备分离条件时,增大进样体积和进样浓度对非洛地平拆分的影响.并结合色谱理论和热力学理论对非洛地平的手性识别机理进行探讨.实验表明在正己烷∶异丙醇...     

耦合双振子模型手性分子的微观参量对和频过程的影响

用经典理论方法推出了适合于耦合双振子模型的手性分子的超极化率,给出了分子超极化率与分子微观参量的关系式.由微观与宏观极化率的关系,具体讨论了分子微观参量对宏观介质极化与和频过程产生效率的影响,本模型得到的理论结果与已有的实验结果很好地符合. 关键词： 手性分子介质 和频产生 超极化率 二阶极化率     

以非手性铕化合物为探针的手性氨基醇圆偏振荧光光谱

圆偏振荧光光谱(Circularly Polarized Luminescence,CPL)是一种手性化合物表征与分析的光谱手段,然而,直接CPL检测只适用于具有特征发色团的手性化合物,这极大限制了CPL的应用范围。本文报道了一种利用非手性荧光探针分子间接检测分子手性的CPL方法。以手性氨基醇的检测为例,研究发现:非手性铕化合物Eu(fod)3探针分子可与手性氨基醇相互作用,并使得Eu(fod)3产生诱导CPL(Induced circularly polarized luminescence,ICPL)信号,该ICPL信号不仅具有较高的不对称因子glum,而且其正负性与待测手性氨基醇的手性构型表现出极大的相关性。同时,研究发现ICPL光谱的glum值对不同结构的手性氨基醇表现出不同的变化趋势。以上结果表明以非手性铕化合物Eu(fod)3为探针分子的间接CPL检测方法是手性氨基醇类分子手性构型检测的有效手段。     

手性负折射率材料的最新进展

阐述了手性负折射率现象的产生机制;总结了近几年国内外手性负折射率材料在仿真模拟和实验制备方面的研究进展;分析了手性负折射率材料的旋光性、手性参数、损耗等;介绍了手性负折射率材料在各个领域的应用。分析认为,探索手性负折射率材料的新机制、新方法和新材料,从而在可见光波段实现负折射率是未来手性负折射率材料的重要发展方向之一。     

改性血红蛋白诱导手性聚苯胺的合成（英文）

本文首次研究了改性血红蛋白诱导的手性聚苯胺的合成.研究结果显示血红蛋白在经历拆分、失活和包埋后能够成功地诱导手性聚苯胺的产生,意味着血红蛋白可以在任何苛刻的反应体系中作为手性诱导剂使用.通过对改性血红蛋白诱导合成的手性聚苯胺的性质进行研究后发现,失活血红蛋白诱导合成的手性聚苯胺具有良好的手性、稳定性和晶形结构.从血红蛋白中拆分得到的珠蛋白能够诱导手性聚苯胺的产生,但是拆分得到的血红素部分不能诱导手性聚苯胺的合成.研究结果还表明,包埋的血红蛋白诱导合成的手性聚苯胺的产率、搀杂状态和晶形结构都比较差,说明相比较之下包埋对于血红蛋白诱导合成手性聚苯胺是不利的.研究结果证明血红蛋白的结构对于手性聚苯胺的形貌有重要影响.     

手性等离激元纳米晶制备技术的研究进展

生命体中大部分生物分子都具有手性。生物分子的手性构象与等离激元纳米晶的局域表面等离激元共振(LSPR)通过偶极子-偶极子耦合作用,在其LSPR的位置会诱导出一个新的圆二色吸收光谱,具有这种光学活性的等离激元纳米晶称为手性等离激元纳米晶。手性等离激元纳米晶的光学响应信号的稳定性和可重复性都比较高,广泛应用在生物传感、化学传感、圆偏振器、光催化、癌症治疗等领域。手性等离激元纳米晶的制备技术一直是该领域的研究热点。然而,通过将手性分子直接吸附在等离激元纳米晶表面的方式所诱导的手性光学响应信号非常弱,故本综述聚焦于手性等离激元纳米晶的其他制备技术,包括通过手性分子或者软模板组装技术获得手性等离激元超结构;湿化学法将手性分子嵌入到单个纳米晶当中制备出核-壳型手性等离激元纳米晶,或者将手性分子的手性构象传递到无机纳米材料的结构当中制备出单个螺旋型手性等离激元纳米晶等。基于目前对手性等离激元纳米晶的最新研究进展,对其纳米制备技术作了进一步的总结和展望。     

基于半导体量子点的片上手性纳米光子器件

手性量子光学在量子信息技术研究领域中受到了广泛的关注,其主要研究光在微纳结构中自旋依赖的手性耦合及传输行为。利用手性光与物质的相互作用可以增强光子与量子发射器的耦合,赋予纳米光子器件新的功能和应用,从而推动手性量子光学在量子信息领域中的大规模应用。主要对基于半导体量子点的片上手性纳米光子器件进行了综述,重点讨论了半导体量子点的光学性质和手性光与物质相互作用的物理机制,在此基础上对近年来应用手性耦合原理实现的多功能手性光子器件进行了总结,并对手性量子光学的未来应用场景进行了展望。     

单壁碳纳米管能带及其电子特性研究

从能带理论出发,采用电子紧束缚能量色散关系,推导锯齿,扶手椅和手性单壁碳纳米管(SWCNT)的电子能带结构表达式,指出单壁碳纳米管或为金属或为半导体的判据。结果表示:单壁碳纳米管的电子结构与其几何结构密切相关,如扶手椅型单壁碳纳米管是金属性的,而对其它类型的单壁碳纳米管是与碳纳米管的手性指数有关,只有手性指数n和m的差别等于3的倍数时,单壁碳纳米管是金属性的,否则会显出有带隙的半导体特性。这意味着单壁碳纳米管是由特殊的电子传输和光学性质,在纳米电子学领域具有巨大的潜在应用价值。     

液晶胆甾相的形成机制

采用量子理论的方法研究了胆甾相液晶的形成机制.证明了通常采用的手性作用势确实能够导致胆甾相的形成，并给出螺距的表示式. 关键词： 液晶 量子理论 螺距