苯的硝基和叠氮基衍生物热力学性质的构效关系

苯的硝基和叠氮基衍生物是一类重要的含能材料,为了揭示其热力学性质与分子结构之间的关系,采用第一性原理进行了计算研究。通过计算平衡电负性连接指数,结合分子结构描述符,对苯的硝基和叠氮基衍生物的热力学性质建立了构效关系模型。模型检验结果表明,构建的模型具有良好的稳健性和预测能力,所得模型为苯的硝基和叠氮基衍生物的爆轰参数计算和分解机理研究提供了一种快速的热力学性质预测方法。     

Substituent Effect on Infrared Spectra and Thermodynamic Properties of Polynitroamino Substituted Cyclopentane and Cyclohexane

运用密度泛函理论方法计算并研究了多硝基氮杂取代环戊烷和环己烷中的取代基效应. 基于B3LYP/6-31G**水平优化的分子结构,通过简谐振动分析,求得两类单环硝胺的红外光谱并作归属,发现理论计算值与已有实验值吻合较好. 基于统计热力学原理,求得它们的热力学性质,探讨了热力学性质与温度和取代基数目之间的关系. 结果表明,热力学性质与温度变化和取代基数目之间均很好地线性相关,同时取代基数目对热力学性质的变化具有基团加和性     

基于密度泛函理论的多环芳烃硝基衍生物的生物毒性预测

采用密度泛函理论（DFT）中的B3LYP方法,在6-311++G（d,p）基组水平下对16种多环芳烃（PAHs）及6种多环芳烃硝基衍生物进行了拉曼光谱、极化率、偶极矩、热力学、结构优化及能量等40种参数进行计算。以13种PAHs对发光菌的－lgEC₅₀值做因变量,以另外3种多环芳烃数据作为验证,构建了基于量子化学参数的PAHs毒性定量结构-活性相关（QSAR）模型,预测PAHs硝基衍生物的毒性。经验证,所建立的QSAR模型的模拟系数为0.816,模型预测的PAHs硝基衍生物毒性排序与文献报道的PAHs硝基衍生物对鼠伤寒沙门氏菌的毒性排序一致,表明所建模型可用于PAHs及其硝基衍生物的生物毒性预测,从而为控制和预测PAHs及硝基衍生物毒性提供理论依据。     

簇合物(I2InN3)n(n=1～4)的结构和稳定性的理论研究

为寻求单一源前驱体,采用密度泛函理论DFT-B3LYP方法系统研究新的第ⅢA主族叠氮簇合物的结构与性质关系.结果表明,簇合物(I2InN3)n(n=2～4)的优化构型均为由不同子体系的叠氮基α-N和In原子相连形成的环状结构,叠氮基以直线型存在.研究了几何参数随聚合度的变化趋势,并对计算获得的IR谱进行归属.能量和聚合焓均揭示簇合物的稳定性次序为3A＞3B和4B＞4C＞4A＞4D.簇合物(I2InN3)n(n=1～4)的热力学函数随温度升高和聚合度n增大而增加.热力学分析表明聚合反应在温度高达500 K均可自发进行.     

分子表面随机采样分析用于苯乙基噻唑硫脲衍生物抗艾滋病药物的3D-QSAR研究

采用分子表面随机采样分析(RASMS)对61个苯乙基噻唑硫脲衍生物抗艾滋病药物进行定量构效关系研究.运用多元线性回归(MLR)建模,同时采用内部及外部双重验证的办法对所得模型稳定性能进行深入分析和检验.MLR建模的复相关系数(Rcum)、留一法交互校验复相关系数(QCV)和外部样本校验复相关系数rm(test)分别为0.919、0.856和0.848.结果表明,RASMS能较好表征噻唑硫脲化合物N-(2-苯乙基)-N`-(2-噻唑基)-硫脲(PETT)及其衍生物抗艾滋逆转录酶抑制剂的分子结构信息,且所建模型具有良好稳定性和预测能力,可用于研发新型抗艾滋病药物.     

可聚合萘酰亚胺类衍生物的合成及光谱研究

以4-溴-1,8-萘酐和4-硝基-1,8-萘酐为原料制备了分别含碳-碳双键和硅氧烷结构的可聚合萘酰亚胺衍生物4-二甲胺基-1,8-萘酐、4-二甲胺基-N-烯丙基-1,8-萘酰亚胺、4-硝基-N-烯丙基-1,8-萘酰亚胺和4-硝基-N-[(3-三甲氧基硅基)丙基] -1,8-萘酰亚胺. 通过¹H、¹³C及多种二维核磁共振（NMR）技术表征了其分子结构,完成了氢和碳的谱峰归属. 利用紫外吸收光谱与荧光发射光谱研究了这些化合物的光学性质,并讨论了取代基对这些化合物荧光性质的影响.      

簇合物(I2InN3)n (n=1-4)的结构和稳定性的理论研究

为寻求单一源前驱体,采用密度泛函理论DFT-B3LYP方法系统研究新的第IIIA主族叠氮簇合物的结构与性质关系。结果表明,簇合物(I2InN3) n (n=2-4)的优化构型均为由不同子体系的叠氮基α−N和In原子相连形成的环状结构,叠氮基以直线型存在。研究了几何参数随聚合度的变化趋势,并对计算获得的IR谱进行归属。能量和聚合焓均揭示簇合物的稳定性次序为3A>3B和4B>4C>4A>4D。簇合物(I2InN3)n (n=1-4)的热力学函数随温度升高和聚合度n增大而増加。热力学分析表明聚合反应在温度高达500 K均可自发进行。     

苯氨基磺酸衍生物作为HPTPβ抑制剂的Topomer CoMFA研究及分子对接

采用Topomer CoMFA方法对27个苯氨基磺酸衍生物进行了三维定量构效关系研究。得到了3D-QSAR模型,其交互验证系数q2为0.713,非交叉相关系数r2为0.995,主成分数N为6,标准估计误差SEE为0.183。结果表明该模型有较好的预测能力。采用Topomer Search技术在ZINC数据库中进行R基的筛选,并设计了5个新分子,最后用分子对接技术研究了新分子与苯氨基磺酸衍生物大分子蛋白的作用模式,从结果中可以看到,新分子与苯氨基磺酸衍生物蛋白的A/ARG220、A/ARG63和A/ASN115位点作用显著.     

分子表面随机采样分析用于苯乙基噻唑硫脲衍生物抗艾滋病药物的3D-QSAR研究

摘要：采用分子表面随机采样分析(RASMS)对61个苯乙基噻唑硫脲衍生物抗艾滋病药物进行定量构效关系研究。运用多元线性回归(MLR)建模，同时采用内部及外部双重验证的办法对所得模型稳定性能进行深入分析和检验。MLR建模的复相关系数(Rcum)、留一法交互校验复相关系数(QCV)和外部样本校验复相关系数rm(test)分别为0.919、0.856和0.848。结果表明，RASMS能较好表征噻唑硫脲化合物N-(2-苯乙基)-N`-(2-噻唑基)-硫脲(PETT)及其衍生物抗艾滋逆转录酶抑制剂的分子结构信息，且所建模型具有良好稳定性和预测能力，可用于研发新型抗艾滋病药物。     

N-异丙基-N’-(1,3-噻唑-2-基)-1,2,3-苯并噻二唑-7-甲脒的光谱与热力学性质

采用密度泛函理论在B3LYP/6-311+G~*水平上对N-异丙基-N′-(1,3-噻唑-2-基)-1,2,3-苯并噻二唑-7-甲脒分子进行了理论计算研究,得到分子的红外与拉曼光谱,电子吸收光谱以及不同温度下的热力学性质,为该类化合物构效关系的研究奠定了基础.计算结果表明,该分子结构中存在N-H…N分子内氢键,分子结构中存在较强的共轭效应,从而使分子较稳定.红外最强吸收峰出现在1663 cm~(-1),对应N-H的面内摇摆振动.分子具有较好的紫外光谱活性,其最大吸收在382 nm,属于紫外可见光区,来源于HO-MO到LUMO的π→π~*电子跃迁.随温度的升高,标准摩尔焓、标准摩尔熵、标准摩尔热容均呈二次函数增大.     

聚酰亚胺/铜纳米颗粒复合物的分子动力学模拟研究

通过分子动力学模拟对聚酰亚胺/铜纳米颗粒复合物的形态结构、 热力学性质、力学特性进行计算, 分析其随模拟温度和纳米颗粒尺寸的变化规律. 模拟结果表明, 聚酰亚胺/铜纳米颗粒复合物为各向同性的无定形态结构, 铜纳米颗粒与聚酰亚胺基体之间通过较强的范德华作用结合在一起使结构更加稳定, 铜纳米颗粒表面多个原子层呈现无定形状态, 在铜颗粒和聚酰亚胺基体之间形成界面层, 界面区域随颗粒尺寸和温度的增加分别减小和增加. 聚酰亚胺/铜纳米颗粒复合物的等容热容随着颗粒尺寸增大而明显增高, 随温度变化比聚酰亚胺体系更为缓慢, 在较低温度下较小颗粒尺寸复合物的热容比聚酰亚胺体系更低. 聚酰亚胺/铜纳米颗粒复合物的热压力系数随颗粒尺寸增加而显著增大, 比聚酰亚胺体系的热压力系数更小, 且随温度升高而减小的程度要小得多. 聚酰亚胺/铜纳米颗粒复合物的热力学性质表现出明显的尺度效应, 温度稳定性明显高于聚酰亚胺体系. 聚酰亚胺/铜纳米颗粒复合物的力学特性表现出各向同性材料的弹性常数张量, 具有比聚酰亚胺体系更低的杨氏模量和泊松比, 随温度升高分别减小和增大, 与聚酰亚胺体系随温度的变化趋势相反, 且杨氏模量的温度稳定性显著提高, 同时泊松比随纳米颗粒尺寸增大而减小, 具有明显的尺度效应. 加入铜纳米颗粒形成复合物可获得与聚酰亚胺体系显著不同的力学新特性. 关键词： 分子动力学模拟 聚合物纳米复合物 聚酰亚胺 纳米颗粒     

Critical thermodynamic evaluation and optimization of the Fe-Mg-O system

A complete literature review, critical evaluation and thermodynamic modeling of the phase diagrams and thermodynamic properties at 1 bar total pressure of all oxide phases in the Fe-Mg-O system are presented. Optimized model equations for the thermodynamic properties of all phases are obtained which reproduce all available thermodynamic and phase equilibrium data within experimental error limits from 25 °C to above the liquidus temperatures at all compositions and oxygen partial pressures. The complex phase relationships in the system have been elucidated and discrepancies among the data have been resolved. The database of the model parameters can be used along with software for Gibbs energy minimization in order to calculate any type of phase diagram section. Sublattice models, based upon the compound energy formalism, were used for the spinel, pyroxene, olivine and monoxide phases. The use of physically reasonable models means that the models can be used to predict properties, phase equilibria, and cation site distributions in composition and temperature regions where data are not available.     

Theoretical investigations on vibrational properties and thermal conductivities of ternary antimonides TiXSb,ZrXSb and HfXSb (X = Si,Ge)

We have performed density functional calculations of the vibrational and thermodynamic properties of the ternary antimonides TiXSb, ZrXSb and HfXSb (X = Si, Ge). The direct method is used to calculate the phonon dispersion relation and phonon density of states for these compounds as well as their infrared and Raman active mode frequencies for the first time. Their dynamical stability is confirmed by phonon spectra. The lattice thermal conductivities of these compounds have been calculated from third-order force constants and plotted as a function of temperature. We have also evaluated the high temperature thermal conductivity by means of the Clarke’s model and Cahill’s model. Some selected thermodynamical properties, e.g. Gibbs free energy, entropy and heat capacity at constant volume are predicted theoretically and discussed. We have showed the relationships between thermodynamical properties and temperature.     

稠密流体导热系数和粘度计算的新方程

根据热力学面上流体无量纲化剩余迁移性质曲线与对比密度曲线的相似性,通过关联无量纲化剩余导热系数和粘度与对比密度的方程,提出了一个推算卤代烃制冷工质稠密流体迁移性质状态方程。在常压下迁移性质计算的基础上,应用该方程只要已知物质的临界参数、分子量和偏心因子便可以计算稠密流体（气相或液相）的导热系数和粘度。该方法的提出使得迁移性质的计算像平衡性质一样通过状态方程便可以求出。与实验数据比较,本方法计算导热系数的总平均偏差为 4.8％,最大偏差为18.0％;计算粘度的总平均偏差为4.4％,最大偏差为 15.6％。     

极端中和表型HIV包膜蛋白gp120的高温分子动力学模拟研究

作为HIV侵染细胞的蛋白质机器,包膜蛋白gp120利用序列变异和结构柔性等策略逃避宿主免疫识别,是病毒呈现出不同中和表型的主要原因.尽管HIV中和表型的分子机制已被初步探索,但其热力学相关的分子基础仍待进一步阐明.本研究利用同源模建的方法构建了极端中和表型HIV毒株(中和抵抗毒株H061.14与中和敏感毒株R2)的gp120结构模型,在逐渐升高的温度梯度下进行了高温分子动力学模拟,以研究二者在结构稳定性、解折叠和构象柔性上的差异.结果表明,HIV中和表型与gp120的热力学性质呈正相关,与解折叠程度无必然关联.各温度下gp120的结构偏差、天然接触含量、构象群体分布,以及单残基柔性的比较清楚地说明,中和敏感比中和抵抗gp120表现出更大的结构偏差、更多的构象状态和更高的构象柔性,但两者具有相似的解折叠程度.由极端中和表型HIV包膜蛋白gp120显著不同的热力学性质可以推断,HIV很可能利用gp120的热力学性质来调节其构象,进而平衡病毒侵染和免疫逃避之间的矛盾.我们的研究不仅揭示了极端中和表型HIV包膜蛋白gp120的在构象柔性和结构稳定性上的差异,同时还从高温解折叠热力学的角度明确了...     

超越平均原子模型模拟高温高密等离子体离子布居

从实际应用的角度出发，常采用平均原子(AA)模型进行简化处理.为了能更精确计算高温高密等离子体的离子布居，提出了一套超越AA模型的方法.该方法能够较好地处理局域热动平衡(LTE)等离子体离子布居，也可有效地处理非局域热动平衡(n-LTE)等离子体离子布居. 关键词： 平均原子(AA)模型 离子布居 非局域热动平衡(n-LTE)     

The investigation of solid–solid phase transformation at CuAlNi alloy using molecular dynamics simulation

In this study the thermodynamic and structural properties of a CuAlNi model alloy (3A) system were investigated using a molecular dynamics (MD) simulation method. The interactions between atoms were modelled by the Sutton-Chen embedded atom method (SCEAM) based on many-body interactions. It was observed that at the end of thermal process the thermo-elastic phase transformation occurred in the model alloy system. In order to analyse the structures obtained from MD simulation, techniques such as thermodynamic parameters and radial distribution function (RDF) were used. The local atomic order in the model alloy was analysed using Honeycutt–Andersen (HA) method.     

High pressure lattice dynamics, dielectric and thermodynamic properties of SrO

Using density functional theory and density functional perturbation theory we have studied the effects of hydrostatic pressure on lattice dynamics, dielectric and thermodynamic properties of the rocksalt (NaCl) and CsCl phases of SrO. The stability of the NiAs type structure, experimentally confirmed to be stable in BaO, is also investigated. Studying the lattice dynamics of the NaCl and CsCl phases at various pressures, in the range of the phase stability, we have found the lattice dynamical instabilities which govern the phase transitions between NaCl and CsCl phases with increasing and decreasing pressure. By monitoring the behaviour of the found soft modes, we have calculated the transition pressures upon compression and decompression of SrO crystal. Lattice dynamics calculations reveal that the rocksalt and CsCl structures are unstable with respect to the soft transversal acoustic modes at single points of the Brillouin zone, which points to the fact that the transitions are of displacive type. Responses to electric fields and thermodynamic properties at high pressures are also given and discussed. All our results are in a good agreement with experimental data where applicable.     

On the theory of thermodynamic properties of geometrically confined disordered ferroelectrics

We propose a theoretical approach to calculate the thermodynamic properties of thin films fabricated from disordered ferroelectrics. To calculate the above thermodynamic properties, we use so-called random field method, modified for the case of thin films. The essence of modification is the altering of the interaction between impurity dipoles by geometrical confinement. We show that in thin films the ferroelectric phase transition is inhibited as compared to the case of bulk samples. Our theory is generalizable to ferroelectrics of other shapes as well as magnets and multiferroics.