C_(60)有序分子膜的光电特性

利用分子组装技术制备了C60 有序分子膜 ,利用光电谱研究了C60 有序分子膜光电特性。结果表明 ,C60 具有特殊的光电行为 ,作为良电子受体 ,在n -Si表面上表现出了与通常染料分子截然不同的光电荷转移特性。     

环双(对-苯基-对草快)对中性客体的分子识别和分子开关

用 AM1及 MNDO方法对环双 (对 -苯基 -对草快 )与中性客体的配合物进行理论研究 ,得到稳定化能和配合物相互转换的 ΔΔE值 ;以 AM1优化构型为基础 ,用 INDO/ SCI方法计算 4种配合物光谱 ,并用AM1方法计算主体与二苯醚衍生物在 H+存在下的势能曲线 ,探讨分子开关形成机理 .     

结构对称齐聚(3-甲基噻吩)的电子结构和分子堆积

研究了一类结构对称的新型齐聚(3-甲基噻吩)(二聚体Br2MT和四聚体Br4MT)的电子结构和分子堆积形式.结果表明,随着链的增长,新合成的Br4MT溶液比Br2MT溶液(溶剂CHCl3)的最大紫外吸收波长红移约60 nm,Br2MT和Br4MT的π电子轨道重叠度及斯托克斯位移均较大;广角XRD晶体结构分析表明,该类齐聚(3-甲基噻吩)的π-π堆积晶面间距比聚(3-烷基噻吩)减小了约0.08 nm,分子堆积形式主要为π-共轭平面的堆积,其分子结构趋向于紧密堆积.该结构对称齐聚(3-甲基噻吩)的电子结构和分子堆积形式有利于提高其电荷传输能力.     

三(羟甲基)甲基甘氨酸合镍(II)配合物的结构及其与生物分子的作用研究

合成了配合物[Ni(tricine)₂]•6H₂O单晶, 其中, tricine为三(羟甲基)甲基甘氨酸. 配合物属于单斜晶系, P2(1)/n空间群, 配体以一个氮原子和二个氧原子与中心Ni^2＋离子配位, 生成八面体构型配合物. 配合物分子之间靠丰富氢键形成稳定的二维结构. 用紫外光谱方法测定了该配合物与鱼精DNA、腺苷三磷酸和腺嘌呤的作用情况, 并就相互作用机理进行了初步分析.     

三(羟甲基)甲基甘氨酸合镍(II)配合物的结构及其与生物分子的作用研究

合成了配合物[Ni(tricine)₂]•6H₂O单晶, 其中, tricine为三(羟甲基)甲基甘氨酸. 配合物属于单斜晶系, P2(1)/n空间群, 配体以一个氮原子和二个氧原子与中心Ni^2＋离子配位, 生成八面体构型配合物. 配合物分子之间靠丰富氢键形成稳定的二维结构. 用紫外光谱方法测定了该配合物与鱼精DNA、腺苷三磷酸和腺嘌呤的作用情况, 并就相互作用机理进行了初步分析.     

分子亲脂-亲水性的量子化学描述(Ⅰ)——分子的亲脂和亲水表面

给出基于分子结构的“启发式”亲脂-亲水势HMLP(Heuristic molecular lipophilicity-hydrophilicity potential)的理论分析和有说服力的算例.用量子化学计算其分子表面的静电势V(r)的分布,通过与周围原子表面静电势的比较,构造表达分子静电势的极性和大小的函数L(r).亲脂势L(r)保留了静电势V(r)描述分子静电作用的能力,并把应用范围扩展到疏水性的描述.HMLP不使用原子的经验参数,但在L(r)的构造中使用了经验的函数形式.经参数化和指标化后,HMLP有望用于蛋白质结构与功能的研究和药物分子配体与生物大分子受体结合自由能的估算.     

同核双卤分子X2(X=F,CI,Br,I)与C2H2相互作用本质的量子化学研究

用对称性匹配微扰理论(SAPT)对C2H2与X2(X=F,CI,Br,I)相互作用进行了量子化学研究.优化所得的4个稳定复合物相互作用能在-3.276 8～-10.639 5 kJ/mol之间.自然键轨道(NBO)理论分析表明,形成复合物分子间的电荷转移量都很少,在0.002 3～0.013 2之间.SAPT2能量分析显示,从F到I,静电能和诱导能先增大后减小,交换能和色散能逐渐增强,相互作用能依次增强.复合物稳定构型的相互作用能中静电能占主导作用,对吸引能的贡献比例在C2H2…F2中最大(57.3％),在C2H2…I2中最小(49.7％);其次为色散能,在吸引能中所占的比例在21.9％(C2H2…F2)～31.2％(C2H2…I2)之间;诱导能在吸引能中所占的比例最小,均小于20.7％.     

环双(对-蒽基-对草快)的分子识别与谱学性质

环双(对-蒽基-对草快)是一种新型的缺电子大环仿生主体, 分子识别是其最重要的应用之一. 考察主体对一系列客体分子如水、氨、醇及杂环等的识别能力, 用密度泛函理论(DFT)中的B3LYP/3-21G基组对主客体复合物的结构进行优化. 在B3LYP/6-31G(d)水平上进行单点能计算, 校正后得到复合物的结合能. 用B3LYP/3-21G方法计算13C和3He化学位移. 结果表明, 主体对客体分子的识别主要靠客体上的杂原子与主体上的氢原子之间的氢键进行. 复合物的稳定化能受氢键的数目和距离影响. 氢键的形成导致部分复合物LUMO与HOMO能隙增大, 同时导致与氢键相连的C—H键上C原子的化学位移向低场移动. 复合物的芳香性与其结合能的大小及结合方式有关. 主体的芳香性因其与客体之间的弱相互作用而提高, 但太强的相互作用及客体在主体空腔内都将影响主体的环电流, 从而削弱其芳香性.     

传统氢键(X—H…Y)还是X—H…π相互作用？ ——无机苯与卤化氢相互作用本质的量子化学研究

在MP2/6-311＋＋G**水平对无机苯(B3N3H6)与卤化氢HX (X＝F, Cl, Br, I)相互作用体系进行了系统研究. 结果表明在B3N3H6-HX (X＝F, Cl, Br, I)体系的平衡几何结构中, HX的H原子倾向于指向B3N3H6环上的N原子, 且从HF到HI相互作用强度依次减弱. 与苯-卤化氢体系比较, 除与HF相互作用B3N3H6较C6H6强外, 其余体系B3N3H6均较C6H6弱(结合能数值相差4 kJ/mol左右). 对称匹配微扰理论(SAPT)能量分解结果说明静电、诱导和色散力对描述B3N3H6-卤化氢体系的相互作用都很重要, 从HF到HI静电能占总吸引作用能的百分比逐渐减少, 色散能占总吸引作用能的百分比逐渐增加, 这种变化趋势与苯-卤化氢体系比较类似, 表明B3N3H6与卤化氢的相互作用随着卤素原子序数的递增, 传统氢键作用趋势减弱, X—H…π相互作用趋势增强.     

含多个氧化还原中心的卟啉化合物的电化学及光谱电化学行为(Ⅰ)

在DMF及DMSO中用循环伏安法、现场紫外可见光谱电化学方法及现场FT-IR光谱电化学方法研究了含多个氧化还原中心的卟啉化合物[四(对-硝基苯基)卟啉合钴(Ⅱ)]的氧化还原性质。指出该化合物的第一步氧化或第一步还原为中心金属钴失去或得到1个电子；第二步还原为卟啉环meso位的4个对硝基苯基上的硝基在同一电位下各得1个电子,形成相应的阴离子自由基；第三步还原为卟啉环得到1个电子,但该步反应不可逆。同时发现硝基与卟啉环及中心金属钴之间存在分子内电子相互作用,而4个硝基取代基之间未发现分子内电子相互作用。     

基于Ag+对C-C错配识别和Ru(phen)2(dppx)2+的核酸分子“光开关”特性的银离子光学传感器

以含错配碱基胞嘧啶的自互补寡聚核苷酸序列(Oligo-1,5’-TACATACTATACTATCTA-3’)作为Ag+识别序列,以核酸分子"光开关"Ru(phen)2(dppx)2+(phen=1,10-phenanthroline,dppx=7,8-dimethyldipyridophenazine)作发光探针,建立了一种简单、灵敏的Ag+定量分析方法。以150 nmol/L Oligo-1,2.0μmol/L Ru(phen)2(dppx)2+及120 mmol/L NaNO3在pH 7.5的PBS缓冲溶液中反应30 min作为最佳实验条件,Ag+在10.0~120.0 nmol/L范围内与溶液的发光强度呈良好的线性关系,相关系数(r)为0.995 7,检出限(3δ/Slope)为8.1 nmol/L。方法具有较好的选择性,用于实际样品测定,结果满意。     

含多个氧化还原中心的卟啉化合物的电化学及光谱电化学行为(Ⅰ)

在DMF及DMSO中用循环伏安法、现场紫外可见光谱电化学方法及现场FT-IR光谱电化学方法研究了含多个氧化还原中心的卟啉化合物[四(对-硝基苯基)卟啉合钴(Ⅱ)]的氧化还原性质。指出该化合物的第一步氧化或第一步还原为中心金属钴失去或得到1个电子;第二步还原为卟啉环meso位的4个对硝基苯基上的硝基在同一电位下各得1个电子,形成相应的阴离子自由基;第三步还原为卟啉环得到1个电子,但该步反应不可逆。同时发现硝基与卟啉环及中心金属钴之间存在分子内电子相互作用,而4个硝基取代基之间未发现分子内电子相互作用。     

光卟啉(YHPD)光敏作用的分子机制——YHPD对蛋白质微观光敏损伤的激光喇曼光谱研究

本文用已确定空间结构的溶菌酶为对象,采用可同时探测其主、侧链各基团变化的激光喇曼光谱技术,研究了YHPD对蛋白质空间结构的微观光敏损伤,获得以下新结果:(1)除5种已经发表的氨基酸(Trp,Tyr,Met,1/2 Cys和 His)外,还有苯丙氨酸和胱氨酸亦受到了光敏损伤;(2)定出氨基酸各基团对光敏作用敏感的次序;(3)被“埋藏”在蛋白质三维结构内部的色氨酸和酪氨酸也受到较强的损伤;(4)蛋白质的主链构象亦发生了明显的变化,有序结构(α-螺旋、β-折叠、β-回折)减少,无规卷曲增加.     

Fe(Ⅱ)-Pd(Ⅱ)异金属有机分子笼的制备及其物化性能研究——推荐一个新颖的综合化学实验

采用分步合成的方法,组装Fe(Ⅱ)-Pd(Ⅱ)异金属有机分子笼MOC-42。通过核磁波谱对分子笼的溶液结构进行表征,利用紫外-可见吸收光谱探究MOC-42的分解动力学。该综合化学实验难度适中,研究手段多样,能够让学生灵活应用已有的基础化学理论知识和现代仪器手段,有益于培养学生的主动思考和动手能力。     

“元素化学实验”中的热致变色现象(一)——部分Co(Ⅱ)化合物的热致变色现象及其变色机理探讨

以探讨Co²⁺鉴定实验过程中意外发现在适量CoCl₂溶液中加入适量NH₄SCN溶液的体系具有可逆热致变色现象为切入点,在分析和探讨其热致变色机理的基础上,顺势通过"先做后教、以做定教"实验教学的"翻转课堂"模式,即学生完成元素化学实验,具有亲身经历和切身体会后,以"问题"为导向,以生动直观的演示实验现象为基础,引导学生直观认识一些Co(Ⅱ)化合物的热致变色现象及其影响因素,启发学生应用化学原理与化学知识解释和探讨热致变色现象产生的本质,以加深学生对配合物的结构、性质以及分裂能概念的理解,培养学生的观察、分析、判断、归纳、推理、总结和探索规律的能力以及"批判性"思维能力。