十二胺捕收剂溶剂化效应及其水相氢键超分子作用的密度泛函研究

采用密度泛函方法研究了十二胺在气相、苯、乙酸、乙醇及水中的分子构型、电荷分布以及前线轨道。首先采用B3LYP/6-31G(d,p)及B3 LYP/6-311++G(d,p)进行优化,采用自洽反应理论(SCRF)的极化连续介质模型(PCM)进行不同溶剂条件下的优化并进行自然键轨道(NBO)分析。结果表明,对比气相条件下,十二胺分子的几何构型发生了微弱变化,这种变化随着溶剂介电常数的增加长程稳定性增强,溶剂化效应使前线轨道中HOMO趋于比LUMO更稳定,NBO分析表明溶剂化能主要来源于LP(1)N_(38)→π~*C_(32)-C_(33)。随着溶剂介电常数的增加,十二胺分子采用B3 LYP/6-31+G(d,p)的△E_(HOMO)-E_(LUMO)由气相-0.23773 a.u至水相中-0.25120 a.u,溶剂化能-13.36 kcal/mol,采用B3 LYP/6-311++G(d,p)的△E_(HOMO)-E_(LUMO)由气相-0.22755 a.u至水相中-0.24004 a.u,溶剂化能-13.02 kcal/mol,溶剂化能趋于稳定,表明十二胺分子的溶剂化效应采用B3 LYP/6-31+G(d,p)构型趋于稳定。采用B3LYP/6-31+G(d,p)对十二胺与水分子氢键超分子结构进行了研究,利用分子静电势(MEP)进行氢键及反应活性位分析,结果表明氢键作用是引起十二胺分子结构和性质变化的主要原因。研究结果对十二胺捕收剂在溶剂条件下对矿物的浮选机理认识具有一定的理论意义。     

1-甲基环丙烯进入α-环糊精分子组装的理论研究(英文)

本文用密度泛函理论(DFT)和PM3方法研究了1-甲基环丙烯(1-MCP)与α-环糊精(α-CD)包合物形成机理。用B3LYP/6-31G*法优化了α-CD和1-MCP的几何结构,并用PM3方法优化了所有包合物的初始几何结构,结果得到了1-MCP从2个不同端口进入α-CD形成包合物的2个能量最低的结构。在B3LYP/6-31G*水平对这2个能量最低结构的能量、氢键相互作用、Mulliken电荷转移、前线分子轨道进行了分析。结果表明,1-MCP从大口端进入α-CD空腔能量更低。最后,用B3LYP/6-31G*法计算了包合物的红外光谱。     

脂肪胺类化合物脂水分配系数的QSPR研究(英文)

用16种脂肪胺类化合物HF/6-31G**,HF/6-311G**,DFT-B3LYP/6-31G**和DFT-B3LYP/6.311G**全优化计算结构参数:分子最高占用和最低空轨道能(EHOMO和ELUMO),分子次最高占用和次最低空轨道能(ENHOMO和ENLUMO),分子总能量(ET),氢原子所带的最高正电荷(qH+),最负原子的静电荷(q-),分子偶极矩(μ)和分子体积(V),对它们的脂水分配系数(lgKOW)分别进行定量构效关系(QSPR)研究.结果表明:脂肪胺的lgK与分子最低空轨道能(ELUMO),分子的总能量(ET)和分子偶极距(μ)的相关性较好,成功地建立了lgKOW的QSPR方程.特别是基于B3LYP/6-311G**基组建立的方程具有更好的[[预]能力,并通过VIF值和t值对其稳健性进行了检验,结果良好.     

酚类化合物抑制黑曲霉毒性与结构关系的数据挖掘

运用HF/6-31G*、HF/6-311G**、DFT-B3LYP/6-31G*、DFT-B3LYP/6-311G**方法全优化计算18种酚类化合物,获得相应的量子化学参数:最高占有轨道能(EHOMO)、最低空轨道能(ELUMO)、前沿轨道能级差(ΔE=ELUMO-EHOMO)、分子偶极距(μ)、各原子净电荷(qi)、...     

C6H6和SO3相互作用的理论研究（英文）

采用B3LYP和MP2方法在6-31G*、6-31+G*和6-311+G**基组下对C6H6…SO3复合物体系的4种可能结构进行自由优化,得3种。在考虑基组重叠误差校正基础上,得结合能,并用自然键轨道分析方法讨论其相互作用。结果表明,用B3LYP/6-31G*计算3种复合物的结合能分别为-17.75, -18.33, -18.80 kJ/mol,且C6H6和SO3结合时电子从苯环向SO3转移,形成电荷转移复合物,它们之间的作用包含π-p作用方式。     

铁卟啉化合物与氧气分子形成的体系的密度泛函理论研究(英文)

采用密度泛函理论B3LYP方法在6-31G(d)基组水平下对氯化铁(+3)卟啉与氧气分子形成的体系进行了研究,得到了几何构型,电子性质及分子轨道结构等相关数据.对两个体系不同自旋状态下的几何构型参数和电子性质对比发现:受体系立体构型对称性的影响,在两个体系中凡是与卟啉环上N原子相关的几何参数及电子性质均呈现出相同规律性.又采用密度泛函理论UB3LYP/6-311G*//UB3LYP/6-31G*方法对这两个体系不同自旋状态下的能量进行了计算,分析表明自旋多重度越高体系越稳定.然后分别分析了两个体系在最稳定自旋状态下的分子轨道占据情况及中心Fe原子最外层3d轨道的电子分布情况,结果表明Fe原子的3d二和3dxz/3dyz与氧气分子的单占据反键轨道HOMO π*2px/π*2py之间存在相互作用,这种相互作用引起铁卟啉环与O2分子间的电子转移并使O2活化.然而,根据分析在通常状态下铁卟啉对O2分子的活化作用是微弱的.     

丙烯酸正丁酯聚合的Diels-Alder反应机理理论研究

本文从理论上对丙烯酸正丁酯(nBA)自引发聚合的Diels-Alder反应机理进行了研究.利用DFT方法在UB3LYP/6-31G*水平上对反应的最低能量路径进行了计算,各驻点能量分别采用MP2/6-311G**和B3LYP/6-311 G(3df;2p)进一步精确计算.结构表明:此Diels-Alder反应仅包括一种途径,即路径(I),另一条途径在热力学不支持.     

卟吩结构的HARTREE-FORCK和密度泛函研究比较

采用传统的Hartree-Fock(HF)从头算和密度泛函中的B3LYP和B3PW91方法,选择了不同基组水平(STO-3G,3-21G和6-31G~*)对卟吩结构进行了全几何优化,并对得到的结果相互进行了比较,同时与实验数据进行了对照。结果表明,对于H_2P以及具有类似结构的卟啉衍生物,传统的HF方法得到的几何构型以及相关性质(核磁共振谱,NMR)并不可靠。这种体系中电子相关能是不可忽略的。在B3LYP水平上选用较小的基组3-21G得到的结果与中等基组6-31G~*差别不大,但是最小基组STO-3G得到的优化构型却是一个鞍点结构。     

硝酸酯热分解的机理

分别在B3LYP/6-31G(d)、B3LYP/6-31+G(d)、B3P86/6-31G(d)和B3P86/6-31+G(d)的理论水平下,计算5种硝酸酯分子的一个-NO_2断裂后,其自由基NPO、IPO、EHO、Tri-EGON和Tetra-EGON的后续裂解反应,阐明5种自由基最可能发生裂解的方式,即与氧原子相连的碳原子发生C-C键的均裂。总之,在自由基的裂解反应中,一般不会产生具有更多孤对电子的物质。     

六氨氯化镁分子与电子结构的理论化学计算

为了从分子水平了解六氨氯化镁的结构,采用RHF、B3LYP和MP2等量子化学方法分别对六氨氯化镁的几何结构全优化,获得了多种基组水平的平衡几何构型.计算结果表明,六氨氯化镁中的6个氨在原子核与其它电子形成的平均势场中分裂,分为两级,第一级4个氨,第二级2个氨,当外界条件变化时,最有可能是脱去4个氨分子,升温后再脱去另外2个氨,这一结论符合实验结果一致.采用B3LYP算法在不同基组大小上的计算表明,基组3-21G可以获取基本满意的计算结果.在B3LYP/6-31G(d)基础上,增加极化基组或弥散函数后对计算结果无明显改善.     

密度泛函理论和从头计算法研究环戊二烯衍生物气态酸度及其取代基效应

用B3LYP／6-311G(2df,p)／／B3LYP／631 G*和MP2／6-311G(d,p)／／B3LYP／6-31 G*方法准确地预测了9个系列的环戊二烯衍生物(R=CN,CF3,CHO,C283,F,SiH3,H,CH3,OH,NH2)的C-H键的酸度。环戊二烯衍生物气态酸度的范围从284.9 kcal／mol (化合物5a)到357.24kcal／mol(化合物7j),分析取代基的电性、数量以及位置的影响得到了9个QSAR方程。这些数据有助于我们设计以及合成一些有机酸,并有助于深刻理解相关反应中环戊二烯衍生物的性质。     

主成分分析-神经网络方法用于硝基苯及其同系物的QSAR研究

运用混合密度泛函理论DFT-B3LYP,以6-31G＊为基组计算35个硝基苯及其同系物电子结构的量化参数,采用主成分分析法对16个量化参数进行预处理,并结合人工神经网络对硝基苯及其同系物的QSAR进行了研究。35个化合物被随机分为两组,即训练集和测试集,其RMS值分别为0．095和0．111。取得了较满意的结果。     

青蒿素的量子化学研究

分别运用分子轨道理论中的半经验AM1方法、密度泛函（B3LYP）和RHF从头箅方法对标题化合物进行构型优化,优化时对同一方法采用不同的培组函数6-31G以及6-31G＊。同时获得了青蒿索的电荷分布以及轨道成分等电子结构参数。系统地讨论了不同理论方法对几何优化的影响,结果表明B3LYP／6—31＊方法得到的几何结构和实验测量的晶体结构十分吻合,并且在定性地解释青蒿素的抗疟机制方面表现出优越性。     

Post Hartree-Fock and density functional theory studies on structure and conformational stability of nitrosoethylene and substituted compounds of nitrosoethylene

Post Hartree-Fock and density functional theory (DFT) methods were used to study the different conformers of nitrosoethylene H-CH=CH-NO, and substituted compounds of the nitrosoethylene R-CH=CH-NO (R = Cl, NH2, N(CH3)2, OH, OCH3). The molecules were optimized at MP2/6-31G* level of theory of ab initio and B3LYP/6-31G* and B3PW91/6-31G* levels of theory of DFT. Special emphasis has been given to the effect of substitution of pi-electron donor groups NH2, N(CH3)2, OH, and OCH3, which play a major role in modifying the geometrical parameters of -N=O group by the electronic transmission effects through the central group -CH=CH-. The ability of DFT methods to predict the bond length adjacent to the atoms having lone pair electrons has been discussed. The conformational stabilities have been studied using the relative energies and DFT parameters such as chemical hardness and chemical potential. The role of intra-molecular hydrogen bond on the equilibrium structure has been discussed. The vibrational spectra for the different conformers of the nitrosoethylene and substituted compounds have been generated using the MP2/6-31G* level of theory.     

1-吡啶-3-[4-(苯基偶氮)苯基]-三氮烯异构体基态和激发态电子结构和光谱性质理论研究

采用B3LYP/6-310*方法,对1-吡啶-3-[4-(苯基偶氮)苯基]-三氮烯(PYPAPT)各异构体进行优化,同时用ab initio HF单激发组态相互作用(CIS)法在6-31G*基组上优化各异构体最低激发单重态几何结构,并探讨了其分子结构与能量的关系,计算结果表明:(1)所有基态异构体基本保持Cs对称性,各原子基本处在同一平面中,而激发态各异构体分子的共轭性不如基态分子,在激发态分子中与偶氮相连的另一苯环与三氮烯及与其相连的苯和吡啶环都不在一个平面;(2)无论在气相中还是在二氯甲烷(DCM,ε=8.93),乙醇(EtOH,ε=24.55)和乙腈(ACN,ε=36.64)溶剂中,基态时PYPAPT主要以M11存在,激发态时为J11较稳定。运用含时密度泛函理论(TD-DFT)计算了PYPAPT基态和激发态各异构体在溶剂中的吸收与发射光谱,研究了溶剂模型对理论光谱的影响。计算结果表明,PYPAPT各异构体基态和激发态的HOMO和LUMO都是离域π键,随着溶剂极性的增强,HOMO和LUMO轨道能量都逐渐下降。理论电子光谱证实,PYPAPT各异构体的吸收光谱随溶剂极性的增强略微红移,吸收强度也有微弱升高;最...     

西替利嗪及其盐酸盐电子结构及CD谱的理论解析

采用量子化学密度泛函理论在B3LYP/6-31++G~(**)水平上对西替利嗪及其盐酸盐分子几何构型进行了优化;在优化的基础上进行红外光谱(IR)、振动圆二色谱(VCD)、紫外光谱(UV)和电子圆二色谱(ECD)研究。计算结果表明:盐酸盐中Cl~-与季胺N~+之间的静电吸引作用可能通过Cl…H—N氢键作用进行传递。涉及到或者靠近手性中心的振动在VCD谱上表现出强的Cotton效应;远离手性中心的振动,尽管在IR谱上出现较强的吸收,在VCD谱上也可能不产生Cotton效应。ECD谱分析发现,涉及到手性中心的电子跃迁,在ECD谱上产生Cotton效应。     

白芷香豆素分子电子结构及光谱性质的理论研究

采用量子化学密度泛函理论在B3LYP/6-31+G**水平上对白芷中的5种香豆素类化合物分子几何构型进行全优化:用含时密度泛函理论在相同水平对上述化合物分子进行电子吸收光谱研究.为模拟真实条件,采用PCM模型,以甲醇为溶剂,计算其对分子电子结构和光谱性质的影响.计算结果表明:标题化合物分子母环发生共轭形成大π键,为刚性...