硅甲基氮烯异构化反应的理论研究

应用量子化学从头算方法研究了硅甲基氮烯单重态和三重态的异构化反应,优化了单重态异构化反应的过渡态。提出三重态先通过系间交叉(intersystem crossing)转变为单重态,再发生异构化的反应机理。计算了单重态和三重态的分裂能以及反应的活化势垒和反应能量,给出了反应物、过渡态和产生的有关结构数据。     

金催化炔基苯并二𫫇英环化合成8-羟基异香豆素的理论研究

Density functional theory（DFT） calculations were carried out on the gold-catalyzed cyclization of alkynyl benzodioxin to 8-hydroxy-isocoumarin reaction to show the molecular mechanism of the reaction. The conclusions obtained from this work are different from those in the previous experimental study. The results show that water molecule acts as both the reactant and the proton shuttle, and promotes the reaction with gold complexes under mild conditions. The nucleophilic addition site of water on the substrate is the C（sp³） atom on the side of the substrate far away from the oxabenzene ring, resulting in C（sp³）—O bond breaking in the substrate. The formation of new C—O bond and the cleavage of C—O bond in the substrate follow a step-by-step mechanism. The oxygen in the side-product acetone comes from the contribution of water in the reaction system. The regioselectivity of the reaction originates from the polarization of alkynyl π-electrons induced by substituents.     

咪唑啉类药物与钾离子通道Kir6.2相互作用的分子对接研究

运用AutoDock4软件进行了分子对接研究, 得到了7种咪唑啉药物分子与Kir6.2的作用位点, 并发现了2个活性位点区域; 依法可生(Efaroxan)、可乐定(Clonidine)、西苯唑啉(Cibenzoline)和Bl11282位于残基H175, K67和W68形成的活性口袋中, 主要作用方式为氢键相互作用; 而Rx871024、烯丙尼定(Alinidine)和Ly389382位于残基F168, M169和I296形成的疏水口袋中, 在Kir6.2的通道孔中央, 没有氢键形成, 主要作用为疏水相互作用. 咪唑啉类药物与Kir6.2相互作用活性位点的理论预测将有助于该药物在胰腺β细胞中调控胰岛素分泌机制的研究.     

十二烷基苯磺酸钠在SiO2表面聚集的分子动力学模拟

采用分子动力学方法研究了阴离子表面活性剂十二烷基苯磺酸钠(SDBS)在无定形SiO2固体表面的吸附.设置不同的水层厚度,观察同液界面和气液界面吸附的差异.模拟发现表面活性剂分子能够在短时间内吸附到SiO2表面,受碳链和固体表面之间相互作用的影响形成表面活性剂分子层,并依据吸附量的大小形成不同的聚集结构;在水层足够厚的情况下,由于有较多的表面活性剂分子吸附在固体表面,从而形成带有疏水核心的半胶束结构;计算得到的成对势表明极性头与钠离子或水分子之间的结合或解离与二者之间的能垒有关,解离能垒远大于结合能垒,引起更多Na+聚集在极性头周围而只有少数Na+存在于溶液中;无论气液还是固液界面,极性头均伸向水相,与水分子形成不同类型的氢键.模拟表明,分子动力学方法可以作为实验的一种补充,为实验提供必要的微观结构信息.     

甲醇协助丙交酯开环聚合反应的理论研究

采用密度泛函理论在B3LYP/6-31G(d,p)水平上研究了甲醇协助的丙交酯开环聚合反应, 探讨了1~3个甲醇分子参与的丙交酯聚合反应机理, 考察了溶剂化效应对聚合反应的影响. 结果表明, 甲醇协助的丙交酯开环聚合按加成-消除机理进行; 甲醇分子作为质子给体与受体通过与丙交酯形成环状氢键促进开环聚合, 随着甲醇分子数的增加, 环状氢键的张力逐渐减小, 反应能垒随之降低; 溶剂化效应对反应机理和反应势垒的影响均可忽略不计.     

以N-N基团为单桥的双核Cu(II)体系磁-结构关联的理论研究

在密度泛函数理论的框架下，应用对称性破损方法，研究了以N-N基团为单桥 的二嗪类双核Cu(II)体系的磁耦合强度及磁-结构关联。计算结果表明，随着旋转 角θ的减小，反铁磁性耦合作用逐渐减小，直至出现铁磁性耦合，与实验得到的趋 势一致。破损态能量随着θ的增大发生逆转，先降低后增大。磁耦合常数J与（ε _1-ε_2)~2的关系受到破损态能量逆转的影响。当θ由65°逐渐增大到140°时， 破损态能量依次降低，J与（ε_1 - ε_2)~2呈线性关系；当θ = 150°时，破损 态能量发生逆转，由降低变为升高，二者不再保持原有线性关系。另外，（ε_1 - ε_2)~2与θ的关系也受到破损态能量逆转的影响。在θ = 65°～140°范围内， J与θ以及（ε_1 - ε_2）~2与θ的图形相似，因此可用（ε_1-ε_2)~2代替J讨 论磁性与结构的关系；θ = 150°时，二者图形不同。破损态能量的逆转对磁耦合 常数J的影响不大，而旋转角θ是影响磁耦合常数的关键因素。     

Hyperspherical Harmonic Expansions of Potential 1／rjt of Molecular Systems

The expansion coefficientC^D｜L｜ of Coulomb potential 1/jt of molecular systems in hyperspherical harmonics is derived in detail,and the explicit expression is given.     

N-烷基吡啶阳离子及其与若干阴离子形成的离子对结构的理论研究

采用密度泛函理论方法, 在B3LYP/6-31＋G(d) 水平上研究了吡啶、N-烷基吡啶阳离子及其与若干阴离子(F^－, Cl^－, Br^－, , )形成的离子对的稳定构型. 计算结果表明: N-烷基吡啶阳离子的吡啶环与中性吡啶分子类似, 具有芳香性, 烷基对吡啶环结构影响不大; 离子对中阴离子易出现在吡啶环上方以及C(5)—H 或C(2)—H 和 N-甲基附近; 阴、阳离子之间通常存在多重氢键, 并且均有部分电荷转移; 离子对的相互作用能随着N-烷基的增长而减小.     

低偏压下分子线电导问题得密度泛函研究

Using the non-equilibrium Green functions （NEGF） and density functional theory （DFT） method, a calculation of the transport properties of the Au-di-thiol-benzene （DTB） sandwich system was performed. The results show that both the remaining H atom at the end of the DTB molecule and the increased S-Au surface distance will decrease the electronic transport significantly. The applied bias would change the symmetry of the system electronic structure. Our result was qualitatively consistent with the experiment, but there existed a gap of three orders of magnitude, and this was attributed to the different coupling geometry between the theoretical work and the experiment.     

氮杂联苯乙烯系列衍生物的二阶非线性光学性质的理论研究

新型高非线性光学活性生色团分子的设计与探索已成为近来工作的焦点 [1] .化学家们 [2～ 9]研究了大量具有π电子结构和有分子内电子转移的有机化合物如推拉苯乙烯、 Schiff碱、偶氮苯、取代吡啶、噻吩乙烯等体系的二阶非线性光学特性 ,发现这些推拉共轭体系的共轭链长增加均导致二阶非线性极化率 β增大 ,紫外光谱红移 ,透明性降低 .本文研究推拉氮杂苯乙烯及二苯乙烯系列衍生物的二阶非线性光学性质 .结果表明 ,对于苯乙烯和二苯乙烯衍生物 ,引入嘧啶环既提高了二阶非线性光学系数 ,又不影响材料的透明性 ,是很有前途的二阶非线性光学候…