MINDO/3研究胞嘧啶异构体间异构化反应——Ⅱ.N_1-氢-4-氨基-2-羰基胞嘧啶与4-氨基-2-羟基胞嘧啶异构化反应

本文报导用半经验方法研究N_1-氢-4-氨基-2-羰基胞嘧啶与4-氨基-2-羟基胞嘧啶异构化反应。MINDO/3能量梯度法优化孤立体系的全部自由度,计算得ΔE=36.79kJ mol~(-1),内酰胺型比醇式内酰胺型稳定。限定分子体系在同一平面内,用MINDO/3中的Powell法优化过渡态的几何构型,计算得正反应活化势垒为204.08kJ mol~(-1),逆反应活化势垒为167.30 kJ mol~(-1)。从IRC途径分析了该异构化反应的物理实质。     

MINDO/3研究胞嘧啶异构体间异构化反应——Ⅰ. N1-氢-4-氨基-2-羰基胞嘧啶与4-亚氨基-2-羰基胞嘧啶异构反应

本文报导用半经验方法研究N_1-氢-4-氨基-2-羰基胞嘧啶与4-亚氨基-2-羰基胞嘧啶异构化反应。用MINDO/3能量梯度法优化了孤立体系的全部自由度, 计算结果表明氨型比亚氨型稳定, △E=33.85 kJ mol~(-1); 限定分子体系在同一平面, 用Powell法优化过渡态几何构型, 计算所得正反应活化势垒为168.87 kJ mol~(-1), 逆反应活化势垒为135.02 kJ mol~(-1)。从IRC途径分析了该异构化反应的物理实质。     

1,2-丁二烯到1,3-丁二烯异构化反应速率常数的理论计算

采用从头算方法在6-31G基组上研究了1,2-丁二烯到1,3-丁二烯异构化反应的反应机理.采用MP2方法对反应的活化位垒进行了相关能的校准.计算结果表明:该反应是一个途经自由基中间体的分步过程;在MP2/6-31G//UHF/6-31G+ZPE基础上,对应于TS1和TS2的活化位垒分别为64.95×4.184kJ/mol和64.10×4.184kJ/mol.在统一统计理论的基础上,计算了该反应在温度为1100～1600K区间的热速率常数值,计算结果可很好地用Arrhenius公式表达为:k(T)=2.4×10~(13)exp(-62.8×4.184kJ/RT)s.理论的研究结果与实验很好地相吻合.     

Ab initio study on the mechanism of reaction HNCO+NH_2

Ab initio UMP2 and UQCISD(T) calculations, with 6-311G** basis sets, were performed for the titled reactions. The results show that the reactions have two product channels: NH2+ HNCO→NH3+NCO (1) and NH2+HNCO-N2H3+CO (2), where reaction (1) is a hydrogen abstraction reaction via an H-bonded complex (HBC), lowering the energy by 32.48 kJ/mol relative to reactants. The calculated QCISD(T)//MP2(full) energy barrier is 29.04 kJ/mol, which is in excellent accordance with the experimental value of 29.09 kJ/mol. In the range of reaction temperature 2300-2700 K, transition theory rate constant for reaction (1) is 1.68 × 1011- 3.29 × 1011 mL · mol-1· s-1, which is close to the experimental one of 5.0 ×1011 mL× mol-1· s-1 or less. However, reaction (2) is a stepwise reaction proceeding via two orientation modes, cis and trans, and the energy barriers for the rate-control step at our best calculations are 92.79 kJ/mol (for cis-mode) and 147.43 kJ/mol (for trans-mode), respectively, which is much higher than     

芳香酮结构与烯烃加成反应中的区位选择效应的理论研究

研究了芳香酮与烯烃在RuH2(CO)(PPh3)3催化剂催化下发生亲核加成反应生成邻位产物的区位选择效应规律. 采用从头算方法优化得到了12种芳香酮反应物的稳定结构, 研究了共轭效应、电子效应和立体效应对反应活性和选择性的影响, 提出了芳香酮上b位碳原子与羰基在LUMO轨道中形成平面"U弯区"是进行加成反应的必要条件. 在同类骨架结构芳香环上, 相同位置的取代原子不同, b位碳原子的正电荷越大, 生成邻位产物速度越快, 产率相应较高. 当羰基上氧原子与芳香环上邻位碳原子距离达到一定数值, 立体效应占主导位置, 最佳反应距离为0.27~0.30 nm. 同时, 提出芳香酮催化加成反应的可能机理是经过了Ru催化剂与芳香酮上共轭结构的形成, 1, 2氢迁移造成C-H键的断裂而进行的.     

CaZrO3:Mn4+晶体g因子及光谱的研究

推导了晶体中立方(Oh对称)的3d3八面体基团的g因子的高阶微扰公式;其中,既包括了传统的晶场机制(涉及与d-d跃迁光谱有关的晶场激发态与基态的相互作用)的贡献,也包括了以前在晶体场理论中被忽略的荷移机制(涉及与电荷转移光谱有关的荷移激发态与基态的相互作用)的贡献.采用这个公式和由CaZrO3:Mn4 晶体光谱所得的参量,文章计算了该晶体的g因子(也包括了d-d跃迁光谱),计算结果与实验值能很好地吻合一致.计算中发现,荷移机制对g因子移动Ag.(≈g-2.002 3)的贡献在符号上与晶场机制的贡献相反,但大小已达到晶场机制贡献的62%.这表明,对晶体中高价态的3d3离子(如Mn4 和Fe5 )八面体基团,合理地解释其g因子(或其他电子顺磁共振谱参量)应同时考虑晶场机制和荷移机制的贡献.     

黄绿色荧光粉CaWO_4∶Pr~(3+)的发光性质与晶体场分析

采用共沉淀法成功制备了新型黄绿色荧光粉Ca1-x WO4∶xPr3+(摩尔分数x=0.1%,0.3%,0.5%,0.7%)。通过X射线衍射(XRD)、扫描电镜(SEM)和荧光光谱等测试手段进行了结构、形貌和光致发光研究。结果表明:黄绿色荧光粉CaWO4∶Pr3+具有四角白钨矿类结构,空间群为I41/a,其表面形貌较规则、粉粒大小为5~20μm。CaWO4∶Pr3+可被487nm蓝光有效激发,其发射光谱由一系列锐谱组成,分别位于530nm(3P1→3 H5)、547nm、555nm(3P0→3 H5)、602nm(1 D2→3 H4)、618nm、637nm(3P0→3 H6)和648nm(3P0→3F2)。当摩尔分数达到0.5%时样品光致发光最强。样品的色坐标为(x=0.39,y=0.55),表明所发光为黄绿光。为了更好的理解CaWO4∶Pr3+的荧光谱,建立了包括4f2电子组态的自由离子和晶体场相互作用的91×91阶能量哈密顿量矩阵,在理论上合理地解释了Pr3+离子在CaWO4晶体中四角(S4)Ca2+晶位的光谱数据,所得理论值与实验结果吻合较好。     

晶体NiX2(X=Cl,Br,I)的光谱和电子顺磁共振谱研究

在强场耦合图像中,采用双自旋-轨道耦合(SO)参量模型建立了过渡族3d2(3d8)离子的三角对称下全组态光谱能级和电子顺磁共振(EPR)公式.与经典的晶体场理论(仅考虑中心金属离子的自旋-轨道耦合作用)相比较,该公式还包括了配体离子的自旋-轨道耦合作用的贡献,这一模型在应用于计算共价性较强的晶体光谱和电子顺磁共振谱可得到合理的结果.作为验证,用完全对角化方法研究了品体NiX2(X=Cl,Br,I)的光谱和电子顺磁共振谱,结果表明,理论与实验很好地符合.建立的全组态谱能级和电子顺磁共振公式为更精确地计算光谱和电子顺磁共振谱提供了一条可行方法.     

基于铜离子沉积石墨烯涂层锥形光子晶体光纤的硫化氢传感器

提出一种基于铜沉积石墨烯涂层光子晶体光纤马赫-曾德干涉的硫化氢气敏传感器.将45mm光子晶体光纤两端与单模光纤进行拉锥熔接,使得光子晶体光纤的空气孔熔接时形成塌陷层,更好地激发包层模式,形成基于马赫-曾德结构的干涉仪.采用单层石墨烯粉体,加入异丙醇分散液,反复浸涂至光子晶体光纤包层表面形成石墨烯涂层,并沉积铜纳米颗粒,使传感器对硫化氢气体具有高的响应度.实验结果表明,在硫化氢气体浓度为0~60ppm范围内,随着被测气体浓度不断增大,其输出光谱呈现明显蓝移,传感器灵敏度为0.042 03nm/ppm,且线性度良好.该传感器成本低、灵敏度高、结构简单,适用于低浓度硫化氢气体的在线监测.     

CIPS,CISP的结构,能量及单分子光重排反应的量子化学研究

本文使用基于ａｂ ｉｎｉｔｏ ＲＨＦ，ＵＨＦ／ＳＴＯ－３ＧＭＯ法辅以能量梯度方法优化ＣＩＰＳ，ＣＩＳＰ的基态（Ｓ０）和第一激发叁态（Ｔ１０第一激发单态（Ｓ１）的平衡几何构型，及ＣＩＰＳ→ＣＩＳＰ在异构化过程中各势能剖面的过滤态的几何构型。并用ＭＰ４／６－３１Ｇ进行了相关校正。所得ＣＩＰＳ分子基态（１Ａ）的几何构型计算结果与ＩＲ及Ｒａｍａｎ实验数据吻合，并解释了至今尚未发现ＣＩＰＳ分子的实验事实。预