含有共轭炔基的发光Pt(Ⅱ)配合物发光性质的密度泛函理论研究

本文利用密度泛函(DFT)和含时密度泛函(TDDFT)方法研究了一系列配合物Pt(ppy)(C≡C)_nPh(ppy=6-phenyl-2,2′-bipyridine n=1～6)的基态和激发态的电子结构和发射光谱。计算揭示,当(C≡C)_n链长n=1～3时,配合物1～3的磷光发射被指认为是 ³[π^*(ppy) → Pt(5d),π((C≡C)_nPh)](³LMCT/³LLCT)的混合电荷跃迁。而当n=4～6时,配合物4～6的磷光发射主要是来自于(C≡C)_nPh配体内部³ππ^*跃迁(³ILCT)和少部分的³LLCT微扰跃迁。通过分析前线轨道成份,可以预测当炔基链长n趋于∞时,电荷跃迁将完全发生在炔基链的π轨道之间。     

利用DFT方法探究一类自组装[Pt2M4（C≡CH）8]（M=Cu，Ag）簇合物的电子结构和光谱性质

应用TD．DFT（time－dependent density functional theory）并PCMfpolarizable continuum model）模型研究了一类自组装的[Pt2M4（C＇≡CH）8]（M=Cu,Ag）簇合物的电子结构和光谱性质．应用DFT（density functional theory）方法优化了该簇合物的基态及激发态结构．综合计算结果,得到与试验结果相一致的结构与光谱特点．[Pt2Ag4（C≡CH）8]具有呈D4和D4h对称性的两个稳定的基态几何结构．Pt－M距离预示弱相互作用的存在．Cu—Cu距离大于俩个Cu原子的范德华半径和而Ag－Ag间距与俩个Ag原子的范德华半径和差别不大．激发过程使得Pt…M,Ag…Ag作用增强,虽然Cu…Cu距离也相应缩短,但是其仍大于范德华半径之和．[Pt2Cu4（C≡CH）8]、[Pt2Ag4（C≡CH）8]（A）和（B）的最低能吸收在450、365和375nm处,发射在611、431和435nm处．红外可见谱范围内,[Pt2M4（C≡CH）8]的吸收波带都有Cu或Ag成分的贡献,所以没有ILCT或MPtLCT跃迁特征出现（ILCT：intraligand charge transfer;MLCT：metal-to—ligand charge transfer）．由于最低能吸收和发射具有不同的跃迁特征,所以发射不是来自于最低能吸收．[Pt2Ag4（C≡CH）8]簇合物的MM相互作用在激发态增强,发射光谱具有显著的ILCT特点,这也是[Pt2Ag4（C≡CH）8]的发射波长相对于其对应的同配体前躯体[Pt（C≡CH）4]^2-有少许蓝移的原因．     

NH2(X^2B1)与C2H4反应机理的从头算研究

用从头算MP2方法,在6-311G^**基组下,对NH2X^2B1)与C2H4的加成和氢迁移反应机理进行了研究,优化得到反应的过渡态,并通过振动分析和内禀反应坐标(IRC)加以证实,计算了两个反应的能垒和1500K～2000K温度范围内的速率常数。结果表明：在1500K～2000K温度范围内加成反应是NH2(XX^2B1)与C2H4的反应的主要通道,同时报道了两个反应沿反应路径变化信息。     

OClO里德堡态激发能的准确预测及其阴离子低能激发态的从头算研究

采用全活化空间自洽场方法(CASSCF)研究了OClO阴离子7个低能电子态及其自由基的基态. 为了进一步考虑动态电子相关效应, 采用二级多组态微扰理论(CASPT2)获得更加可靠的能量值. 此外, 在ANO-L基组的基础上, 在OClO自由基的电荷中心增加了为研究里德堡态所建立的1s1p1d的波函数, 并应用多组态二级微扰理论(MS-CASPT2)方法获得了里德堡态的准确电子激发能.     

氰基铝(AlCN)及其阴阳离子低能激发态的理论研究

在C2v对称性下,采用全活化空间自洽场(CASSCF)和多组态二级微扰理论(CASPT2)方法研究氰基铝(AlCN)及其阴阳离子的基态和低能激发态.在ANO-L基组水平下,计算了AlCN及其阴阳离子低能电子态的几何,组态及其相互作用系数,谐振频率,绝热激发能,垂直激发能和振子强度.在CASSCF/CASPT2理论水平下,计算得到AlCN的11Π电子态的绝热激发能为352.4kJ·mol-1,与实验值344.0kJ·mol-1符合得很好.另外,预测AlCN的跃迁X1Σ+→21Π发生在673.1kJ·mol-1.激发能和振子强度的计算为研究AlCN的吸收光谱提供理论指导.     

2，2′—双吡啶双氯二价铂化合物Pt（bpy）Cl2（黄色）的电子结构和电子光谱性质的从头计算研究

用从头算MP2方法,采用LANL2DZ基组,对Pt(bpy)Cl2分子进行了分子轨道计算,计算得到这种分子的HOMO和LUMO都具有反键π^*轨道的性质,给出了具有较高能量的分子轨道的顺序,并分析了各分子轨道的组成,用单激发组态相互作用（CIS）方法计算了具有“单体”晶型的Pt(bpy)Cl2的电子吸收光谱的发射光谱,结果表明：最低能吸收光谱为γ＝350．99nm,具有金属到配体的电荷迁移性质;最低能发射光谱为γ＝566．39nm,具有配体内电荷迁移的性质。     

有机磷水解酶的大肠杆菌细胞表面展示与酶活特性

利用丁香假单胞菌(Pseudomonas syringae)KCTC1832菌株的冰核蛋白(InaK)的N-末端作为锚定单元和来自黄杆菌(Flavobacterium sp.)ATCC27551菌株opd基因编码的有机磷水解酶作为功能蛋白,构建了一株具有全细胞催化效应的大肠杆菌(Escherichia coli)表面展示工程菌MMBL-405.对该工程菌全细胞有机磷水解酶活性的正交试验结果表明,在诱导物IPTG浓度为 0.1 mmol/L、诱导温度为20℃、诱导时间为8 h和Co2 添加浓度为100 μmol/L的优化培养条件下,其全细胞酶活性可达到0.62 U/mg细胞干重,是目前国外同类工作所报道酶活性的13.7倍以上.对工程菌所携带的外源质粒在无抗性条件下的稳定性进行了测定,结果表明工程菌经连续转接7次和继代培养168 h后,质粒携载率仍达到60%.     

双层三明治四聚吡咯铀配合物的结构设计和稳定性理论计算

为探索四聚吡咯配体和低价铀离子相互作用,以实验合成单层三明治结构配合物PcU~ⅥPc(Pc=酞菁)为基础,设计双层三明治型PzU~mPzU~mPz(m=Ⅲ,Ⅳ,Pz=氮杂卟啉),采用相对论密度泛函理论考察了其几何结构、异构体相对稳定性以及成键和轨道性质.得到se(staggered-eclipsed)和es(eclipsed-staggered)2种类型稳定空间异构体,并进一步优化其所有可能的电子自旋态异构体.计算结果表明,这些低价铀配合物均具有五重态基态.分子中的原子量子理论(quantum theory of atoms in molecule,QTAIM)在U—N键临界点处的电子/能量密度拓扑分析显示U—N键为弱极性共价键.四价配合物拥有4个U(5f)性质高能占据轨道,与2个U4+的5f单电子数相一致;而三价配合物有很大配体参与作用.2个铀原子和中间Pz配体质心近似成线性,这与配合物具有稳定的σ(U—U)成键轨道密切相关.     

四配位铂磷光发射体结构与光物理性质关系的理论研究

定量理解光物理过程对于开发新型高效发射极至关重要. 优化提升二价铂配合物磷光量子效率是提升基于金属铂有机发光二极管发光效率的关键. 本文借助密度泛函理论计算, 探讨了一类平面四齿配位二价铂配合物磷光辐射的微观机制, 包括自旋轨道耦合积分、 辐射寿命、 速率常数、 跃迁偶极矩和隙间蹿跃通道. 综合研究发现, 沿着N→Pt方向推电子, 可有效屏蔽非辐射跃迁过程, 从而提升磷光发射效率. 本文将为高效发射器的分子工程学设计提供必要的指导.     

[Au(PH3)]+修饰下苯的激发态性质的理论研究

用MP2和CIS方法分别优化了H3PAuPh(a)、对位(H3PAu)2C6H4(b)和间位(H3PAu)3C6H3(c)的基态和激发态结构. 计算结果表明, [Au(PH3)]+的引入使Au(Ⅰ)配合物的苯环上的电子云密度降低, 削弱了苯基内C—C键的成键作用. 计算得到配合物a~c的最低能量磷光发射分别为443, 461和429 nm, 均属于苯基为π*→π跃迁本质, 并伴有Au(6p)→π(Ph)和Au(6p)→Au(5d)电荷转移性质. 与苯的最低能量磷光发射(413 nm)相比揭示了配合物a~c的发光过程是[Au(PH3)]+修饰的π*→π发光机制.