分子间相互作用的量子化学研究方法

分子间相互作用是一类十分重要的作用, 这类作用的实验和理论研究越来越受到化学家、生物学家、材料科学家等的重视。本文综述了这种相互作用的量子化学研究现状和特点, 主要集中于常见的3 种量子化学方法。并对该领域的研究前景作了展望。     

核酸四碱基体的量子化学计算

应用量子化学半经验ＣＮＤＯＭＯ方法，对核酸碱基间可能形成的四碱基体进行计算．结果显示，除了实验中已确认存在的两种四碱基体Ｇ４和Ｇ·Ｃ·Ｇ·Ｃ外，还有６种以Ｗａｔｓｏｎ－Ｃｒｉｃｋ碱基对形成的四碱基体也能稳定存在．通过对Ｇ４碱基体分子间、离子－分子间相互作用的考查，进一步证实了氢键、四碱基体间的堆积作用、金属离子与四碱基体的相互作用等，对于四螺旋核酸结构的形成是重要的．     

量子化学计算辅助化学教学的探索与实践

量子化学的发展不仅为化学教学提供了形象而生动的教学案例,而且也为化学概念和现象提供了具体可视化的解释。以“科研教学互动”为核心,通过具体的量子化学前沿成果辅助教学应用实例、量子化学计算软件辅助教学等方面阐述了量子化学计算在大学化学教学中的应用前景。这种将量子化学计算与化学教学相结合的教育方式,将对化学课程的发展、化学教学的改革及学生科研创新能力的培养起到推动作用。     

生物大分子体系量子化学计算方法新进展

本文就近年来报道的4 种研究生物大分子体系的量子化学计算方法(计算显微镜方法、定域分子轨道方法、线性标度半经验量子化学方法和并行算法) 作了较为详细的介绍, 并展望了该领域的研究前景。     

二苯并咪唑丙烷高氯酸盐的晶体结构和量子化学计算

合成了二齿配体二苯并咪唑丙烷(tbz), 对该配体进行了元素分析、紫外和红外表征;采用X-射线衍射方法测定了该配体高氯酸盐的晶体结构, 晶体学参数如下: C17H17N4O4Cl, Mr = 376.80, a = 0.8486(3), b = 1.3766(4), c = 1.4893(4) nm, b = 103.153(6), V = 1.6940(11) nm3, Dc = 1.477 g/cm3, Z = 4, F(000) =784, m = 0.258 mm-1,空间群为P21/n。文章讨论了二苯并咪唑丙烷(tbz)、质子化二苯并咪唑丙烷及配体tbz在配合物中的构象变化, 运用G98程序对二苯并咪唑丙烷(tbz)及其质子化的二苯并咪唑丙烷分别进行了量子化学计算。     

核酸四碱基体的量子化学计算方法比较

对9种四碱基体进行了6种半经验方法和HF/STO-3G的计算,结果表明PM3方法对四碱基体体系的计算比较适宜,其结果与从头算结果接近,而且大大缩短了计算时间。计算还说明,四碱基体极有可能是通过碱基对形成。由稳定能的顺序看,除已报道的3种四碱基体G4、G·C·G·C和U4外,一种新的G·C·G·C四碱基体也有稳定存在的可能。     

两种槲皮素-Zn配合物的抗氧化活性及其结构的量子化学研究

按照不同比例合成了两种槲皮素-Zn配合物, 采用邻苯三酚自氧化法测定了其抗氧化活性, 然后对其结构在HF/LanL2DZ基组水平上进行了量子化学计算, 讨论了它们的几何构型、电荷分布、原子轨道对前沿分子轨道贡献、分子轨道能量及振动频率. 实验和理论分析都表明, 两种槲皮素-Zn配合物都具有较高的结构稳定性和不同程度的催化超氧阴离子的抗氧化活性.     

白喉毒素活性中心的量子化学计算与149位突变体的酶学动力学

通过量子化学计算确定白喉毒素分子催化区活性中心的关键氨基酸残基, 评价其取代后的酶活性的改变, 为导向性抗癌药物研究提供高效杀伤细胞工具. 结合目前关于白喉毒素结构与功能的研究状况和量子化学计算结果, 将白喉毒素催化区的第149位酪氨酸突变为苯丙氨酸, 对其酶活性和与底物的结合能力进行评价. Y149位酪氨酸位于正电中心, 起受电子作用, 与野生白喉毒素相比, 苯丙氨酸突变体的酶催化活性增加约一倍, 而与底物结合能力没有变化. Y149是酶活性中心的关键氨基酸残基, 对其取代能够影响蛋白质的生物活性.     

分子磁性的量子化学研究进展

本文概述了研究分子磁性的量子化学方法和研究进展。首先介绍分子磁性研究中的量子化学原理和所使用计算方法,总结了有代表性的自由基、自由基-金属配合物、桥联多核过渡金属配合物等分子磁性的研究情况,并对今后研究分子磁性的量子化学方法作了展望。     

苯磺酰萘胺类化合物的合成、结构、活性和量子化学计算

合成了对甲苯磺酰 -α萘胺 (A)和对甲苯磺酰 -β萘胺 (B)一对同分异构体 ,用红外光谱、紫外光谱和多晶 X-射线粉末衍射方法进行了结构表征 ,并利用 AM1程序进行了量子化学计算。IR测定结果表明化合物 (A)中 N- H振动的伸缩频率 (νN- H)比化合物 (B)高出 40～ 5 0 cm- 1 ,且其 UV中 n→π跃迁的 R带向长波方向移动 ,并与 B带合并成一宽带 ,与化合物 (B)相区别。X-射线粉末衍射物相分析的结果又进一步证实了化合物 (A)和 (B)是两种完全不同的物相。采用半离体生物测试方法测定了苯磺酰萘胺类抑制油菜胚根生长的活性数据 ,发现对甲苯磺酰 - β萘胺 (B)有一定的生物活性 ,与量子化学计算结果相吻合。     

量子化学的研究现状、发展趋势与展望*

"本文通过对最近三届量子化学Sanibel国际研讨会和全国量子化学第5届学术讨论会会议内容的对比,评述了当前国际、国内约量子化学研究现状与发展趋势,并粗浅地探讨了我国量子化学的发展战略。     

N-丙烯酰吩噻嗪异构体的量子化学研究

用量子化学从头算方法 ,在RHF/ 6_31G 的水平上 ,对N_丙烯酰吩噻嗪分子两种异构体进行了理论计算 ,优化得到了它们的平衡几何构型 ,并计算了它们的谐振动频率 .结果表明 :N_丙烯酰吩噻嗪分子两种异构体的稳定性不同 .用PM3/CIS和AM1/CIS方法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 .这些结果对探讨N_丙烯酰吩噻嗪引发丙烯腈聚合的机理是有益的     

共振论的应用及量子化学探讨

共振论自20世纪30年代鲍林（Pauling L）提出以来,其在有机化学中有着较为广泛的应用。本文简述了共振论的产生及有关的基础知识,其中用共振论观点解释了一些用经典结构理论所不能说明的有机化合物的性质,并且用Gaussian98程序对其进行了量子化学探讨。     

Quantum Chemistry Study of Hydrolysis Mechanism of 1,2-Thiazetidine 1,1-Dioxide

1 INTRODUCTION Penicillin with the main body of β-lactams has been one of the most important antibiotics widely used in clinic for about half a century. Along with the development of the society, however, the existent antibiotics could not meet with the people’s needs any longer and the research work of new generation antibiotics are on the progress[1]. Recently, many analogues have been investigated to substitute the β-lactams[2～7]. The electrophilic reactivity of sul- fonyl is stro…     

壳聚糖膜的量子化学计算

采用Gaussian92程序，用AM1半经验量子化学方法优化壳聚糖膜模型的分子结构，在此基础上用量子化学从头算STO-3G方法计算，研究了壳聚糖-戊二醛的阳离子膜和阴离子膜的几何构型、能量、键序和电子迁移，讨论了膜形成的成键形式和膜的结构及稳定性     

3,5-二甲基-4-碘吡唑钾配合物的合成、结构及肟化中间体结构的量化

以乙酰丙酮为起始原料,经过肟化反应得到3-肟基戊二酮(1),再将其与水合肼缩合环化、还原、重氮化及碘代反应合成了标题化合物。 通过元素分析、红外光谱、核磁共振光谱测试技术表征了它的结构。 用MP2方法,在6-311++G(d,p)基组水平上对化合物1及其可能异构体4-羟基-3-亚硝基-3-烯-1-戊酮(1b)的分子结构进行了全参数优化计算,得到了它们的平衡几何构型。 探讨了肟化反应机理。 利用X射线单晶衍射法测定了钾化合物的晶体结构,为单斜晶系,P21/c空间群,晶胞参数为a=0.77645(10) nm,b=2.0361(2) nm,c=1.05761(13) nm,β=107.806(2)°,V=1591.9(3) nm3,Z=4,Dc=2.012 g/cm3,F(000)=904,结构计算的最终偏离因子R1=0.0398。     

铜锌金属天然酶活性中心量子化学计算

以菠菜叶中天然超氧化物歧化酶（SOD）铜锌活性中心及人为去掉金属锌的活 性中心为模板，运用Gaussian 94量子化学程序，在B3LYP/LANL2DZ基组水平上进行 了计算，获得了分子轨道能量、电荷分布以及原子轨道对前沿分子轨道贡献的信息 。结果表明，金属铜对于催化歧化超氧阴离子O_2~-具有至关重要的作用，而金属 锌起到稳定结构和促成构建活性中心的作用。     

量子化学计算在大学有机化学教学中的应用和实践

量子化学计算通过对具体分子进行系统的理论分析和计算,能比较准确和形象地反映分子的稳定性、化学反应机理等基本化学问题。以1-丙基-4-氯环己烷结构稳定性判断和硼氢化钠还原4-丙基环己酮机理解析为例,探讨了量子化学计算在大学有机化学教学中的应用。量子化学计算在大学有机化学教学中的使用有助于学生了解分子结构和理解化学反应机理,丰富课堂教学的形式,增强课堂教学的生动性,激发学生的学习兴趣。     

离子液体的分子模拟与量化计算

分子模拟方法是研究离子液体结构与性质关系非常有效的方法,可以从分子间相互作用出发研究离子液体的微观结构、热力学和动力学性质;量子化学计算则在分子、电子水平上对离子液体的结构、性能及催化机理进行理论研究。本文综述了分子模拟方法应用于离子液体体系的研究进展,重点介绍了利用分子动力学模拟和量子化学计算方法对不同离子液体进行研究,获得离子液体的结构性质、光谱性质(红外光谱、拉曼光谱)及离子液体催化反应机理等,为探讨离子液体结构-性质的关系、离子对的作用方式、催化反应活性中心、反应途径、反应活化能、振动模式和频率以及设计功能性离子液体提供理论导向。     

The Many Roles of Quantum Chemical Predictions in Synthetic Organic Chemistry

This account discusses representative case studies for various applications of quantum chemical calculations in synthetic organic chemistry. These include confirmation of target structures, methodology development, and catalyst design. These examples demonstrate how predictions from quantum chemical calculations can be utilized to streamline synthetic efforts.