(OsB)_n(n=1-6)团簇结构与稳定性的第一性原理研究

基于第一性原理,采用密度泛函理论(DFT)中的广义梯度近似(GGA)对(OsB)_n(n=1-6)团簇各种可能的构型进行了几何结构优化,得出了各团簇的最稳定构型,并对最稳定构型的能量、结合能、二阶能量差分、能隙等性质进行了理论研究。研究结果表明:n=2、3时,体系的基态结构分别为棱形和锅盖形;n=4时,体系的基态结构是对称性为T_d的立方体形状,是本文对称性最高的构型;从n=4开始立方体构型主导着团簇基态结构的生长行为,表明团簇的稳定性不仅与团簇的尺寸大小有关,还与团簇的对称性有关。团簇(OsB)_4的能隙、结合能与能量的二阶差分比邻近的值都大,说明团簇(OsB)_4有较高的稳定性,n=4是团簇的幻数。     

2-(4-取代苯基)乙烯基吡啶电子光谱的理论研究

对2-(4-取代苯基)乙烯基吡啶系列用密度泛函法(DFT),在B3LYP/6-31+G**冰平上全优化几何构型,探讨苯环对位上不同取代基对分子电荷的转移、前线轨道能量等性质的影响规律.结果,电子由苯环向乙烯链移动,并通过乙烯链再向吡啶环移动;前线轨道能量随着取代基吸电子能力的增加而降低,随着供电子能力的增强而升高.在此基础上采用含时密度泛函(TD-DFT)计算分子第一激发态的电子跃迁能,得到最大吸收波长λmax.计算结果,6个化合物的最强跃迁都由于基态到单重激发态分子的HOMO→LUMO跃迁,由轨道对称性可知为π→π*跃迁.引入上述5种取代基,均导致最大吸收波长红移.     

真空条件下辅酶Q_(10)的β-环糊精包合物的动力学模拟

首先通过分子力学法,确定辅酶Q10(CoQ10)的7个β-环糊精(β-CD)包合物(CoQ10-7-β-CDs)的最稳定优势构型.并进一步用分子动力学法模拟真空状态,一定时间内包合物的动态结构,并统计分析CoQ10包合前后结构的变化对性质的影响.结果表明CoQ10分子可以通过范德华力、库仑作用和氢键一起作用于β-CD分子形成1:7的稳定的D型包合结构.包合后,CoQ10分子的C=O双键和醌环上的C=C双键增长,侧链上的C=C双键缩短,其活性部位的抗氧化能力增大,而分子骨架的稳定性增强.     

邻-二(吡咯-2-甲酰胺基)亚苯对卤素阴离子识别的密度泛函研究

采用密度泛函B3LYP/LanL2DZ方法优化了气相以及在四氢呋喃(THF)、甲醇及二甲亚砜(DMSO)3种溶剂中邻-二(吡咯-2-甲酰胺基)亚苯(DPCP)及其卤素阴离子复合物的几何构型。从几何结构、电荷布居、结合能以及热力学参数等角度探讨复合物形成过程中受体与阴离子间的相互作用。研究结果表明:复合物稳定性与卤素离子的种类和溶剂极性有关,同一溶剂中,复合物DPCP-X~-以DPCP-F~-最稳定,随着卤素离子半径的递增,稳定性逐渐下降,F~-,Cl~-在气相和3种溶剂中都能形成稳定的复合物,Br~-复合物只在气相稳定,在选定的3种溶剂中均不能形成稳定的复合物,而I~-无论在气相还是在3种溶剂中均不能形成稳定的复合物;同一复合物DPCP-X~-稳定性随溶剂极性的增大逐渐减小。利用相同的理论方法预测了在3种溶剂中DPCP与OH~-及CN~-的相互作用能力及复合物的稳定性。     

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.     

N-甲基-2-(5-甲基-噻吩)-吡咯并[3,4]C60(MTPC)衍生物的分子结构和几何构型的理论研究

用半经验AM1法研究N-甲基-2-(5-甲基,噻吩)-吡咯并[3,4]C_(60)(MTPC)衍生物的分子轨道,电荷分布,几何构型。计算结果显示,分子(C)具有较低的跃迁能。HOMO轨道主要分布在杂环上,LUMO轨道则主要分布在C_(60)上。电荷从富电子的噻吩环向缺电子体C_(60)种转移。预测(C)可能在基态下产生长寿命的电荷分离态。     

(-)-表没食子儿茶素没食子酸酯与结合脂肪酸的人血清白蛋白相互作用——柔性对接研究(英文)

为了解脂肪酸(FA)对(-)-表没食子儿茶素没食子酸酯(EGCG)与人血清白蛋白(HSA)的相互作用的影响,本文采用柔性对接技术对配体(EGCG 及其结构片段(-)-表没食子儿茶素(EGC)和没食子酸(GA) )与受体 (结合 FA 的 HSA (FB-HSA)和未结合 FA 的 HSA (FF-HSA) )的相互作用进行预测。结果显示脂肪酸存在时,在位点 1 HSA 与 EGCG 的结合能力明显减弱;而在位点 2 HSA 与 EGCG 的结合能力明显增强,且 EGCG 的对接姿势被原位旋转 180°。研究还发现 EGC 不仅是决定 EGCG 结合模式的核心结构,而且对结合能有重大贡献;GA 仅对结合能具有重要贡献。     

直链酸与水相互作用的理论研究

采用量子化学方法中的密度泛函理论B3LYP方法,在B3LYP/6-311++G(d,p)基组水平上,对直链酸(甲酸至庚酸)与单分子水形成的体系进行结构优化和频率计算,从分子水平上研究了体系的相关的结构参数、电荷分布以及结合能,运用AIM理论分析了体系的电了密度拓扑。结果表明:直链酸与水形成两个氢键,其中羧基中氢原子作为质子供体的氢键1的键能强于水的氢作为质子供体的氢键2的键能。氢键1对体系的结合能影响起主导作用。稳定构型为六元环构型。直链酸与水结合能不随碳链增长呈明显变化,在(38.7-39.7)kJ/mol之间。     

8-羟基喹啉衍生物密度泛函理论的研究

运用量子化学中的密度泛函理论(TD-DFT)法,在B3LYP/6-31G(d,p)水平上,理论计算两种新型的8-羟基喹啉衍生物,5-[(4-E-苯乙烯基)-苯甲亚胺基]-8-羟基喹啉(1)和5-[(4-溴-2-氟)苯甲亚胺基]-8-羟基喹啉(2).探讨化合物(1)和(2)的几何构型、电子结构、前线分子轨道和电子光谱性质.结果表明由于引入取代基使体系的HOMO与LUMO之间的能隙降低,增强了与金属铝配位的能力;电子吸收光谱与实验数据基本吻合.     

尾式L-苏氨酸卟啉亚铁ECD谱的理论解析

采用Gaussian 09软件,利用密度泛函理论和含时密度泛函理论方法,在B3LYP方法和混合基组(Fe(Ⅱ)采用赝式基组Lan2dz;N、O采用6-311++G(2d,p);C、H原子采用6-31G(d))水平对尾式L-苏氨酸卟啉亚铁的ECD谱进行了理论研究。采用Multiwfn和SpecDis程序对Gaussian 09软件的研究结果进一步分析,获得了分子轨道的组成成份,拟合得到了理论ECD谱。研究发现:(1)尾式L-苏氨酸卟啉亚铁在Soret区存在2个CD吸收带,在长波处为正的Cotton效应,在短波处为负的Cotton效应;(2)499 nm附近的CD吸收带(正)主要是由亚铁离子到卟吩环的荷移跃迁d_(FE(Ⅱ))→π_(porphin)~*引起的;(3)449 nm附近的CD吸收带(负)是由卟吩环到亚铁离子和羧基的π_(porphin)→d_(FE(Ⅱ))和π_(porphin)→π_(-COOH)~*荷移跃迁引起的。这些结论对深入理解配合物的手征光学性质具有一定的科学意义。     

镍(Ⅱ)配合物[Ni(Hpydc)_2]·3(H_2O)的合成结构和量子化学研究

氯化镍与吡啶-2,6-二甲酸(H_2pydc)反应,合成六配位镍配合物[Ni(Hpydc)_2]·3(H_2O),经元素分析、IR和X-射线衍射表征分子结构,该化合物晶体学参数:单斜晶系,空间群P2(1)/n,晶体学数据:a=1.36774(14)nm,b=1.00348(10)nm,c=1.375 87(14)nm,β=115.135 0(10)°,V=1.7096(3)nm~3,Z=4,Dc=1.729 g/cm~3,μ,(MoKα)=1.202 cm~(-1),F(000)=912,R_1=0.0362,wR_2=0.093 3[对I>2σ(I)的衍射]和R_1=0.0510,wR_2=0.1004(对所有的衍射)。共收集9064个数据,其中独立衍射点3018个,可观察衍射[I>2σ(I)]点2293个用于结构精修。配合物的Ni(Ⅱ)原子关于配基原子形成变形八面体。利用量子化学G98W软件,在Lan12dz基组对配合物的稳定性、前沿分子轨道组成及能量进行研究。     

基于多元线性回归及支持向量机回归分析对含苯基的羧酸类化合物pKa的预测

本文建立了2个180个含苯基的羧酸类化合物酸碱解离常数(pKa)的定量预测模型。这些化合物分子量在122.12到288.34的范围内,包含H,C,N,O,S,F,Cl,Br及I等元素.使用Cerius~2程序计算236个分子描述符来表述这些化合物,并使用统计学方法从中选择了12个描述符.分别使用多元线性回归分析(MLR)及支持向量机回归(SVM)结合10重交互检验方法来预测pKa数值.多元线性回归模型对pKa的预测结果相关系数为0.90,标准偏差为0.32;支持向量机模型结果较好,相关系数为0.91,标准偏差为0.31.     

基于非线性PID的调距桨控制系统仿真研究

船舶调距桨控制系统中采用一般PID控制器往往难以达到最佳控制效果。针对调距桨控制系统过程模型的特点，设计了相应的非线性PID控制器，该非线性PID控制器各增益参数与偏差信号之间呈现非线性关系，调节控制器的各参数可根据对相应参数的非线性函数进行调整来实现，并采用遗传算法来优化此控制器各部分参数。仿真结果表明，该控制器能根据实际情况快速地调整和完善PID参数，具有响应速度快，稳态精度高等优点，控制效果优于传统的PID控制器。     

梯度矢量流Snake模型临界点剖析

作为经典Snake模型的一个变体,梯度矢量流(gradient vector flow,简称GVF)Snake在扩大Snake轮廓的捕捉范围和深度凹陷区域的收敛上具有卓越的性能.但GVF Snake在初始化时存在一个临界点问题:在目标内部的临界点必须在初始Snake轮廓的内部;在目标外部的临界点必须在Snake轮廓的外部.否则,Snake轮廓将不能收敛到正确的结果.对GVF Snake的临界点问题进行探讨,详细分析了临界点的影响因素,指出GVF场只有在合适的条件下才是有效的;证明了相关文献中从粘性流体力学     

碳富勒烯在水中的运动阻力特性研究

采用分子动力学(MD)方法,模拟了Cn(n=60,180,240,540),以及C60@C240富勒烯在水中的速度衰减过程,得到了它们的阻力-速度与阻力-雷诺(Re)数关系曲线;进而将MD模拟的阻力结果和低Re数宏观流体力学中球的Stokes阻力解进行了对比。研究表明,低Re数下,富勒烯在水中的阻力要比传统流体力学中球的Stoke解高两个数量级;富勒烯在水中的阻力可通过Stokes解乘以(110.38-1.48／Re)近似估算。     

基于碳纳米管固定葡萄糖氧化酶的ECL葡萄糖传感器的制备

将葡萄糖氧化酶(GOD)固定在多壁碳纳米管(MWCNTs)修饰电极(ME)上,GOD催化氧化葡萄糖生成过氧化氢,并使鲁米诺产生电致化学发光(ECL),据此构建了一种新型ECL葡萄糖传感器.结果表明:CNTs修饰的电极对鲁米诺和H2O2反应具有显著的电催化活性和增敏效果.该传感器对葡萄糖检测的线性范围为0.01～10.0...     

Microchannel miter bend effects on pressure equalization and vortex formation

Simulations have been carried out for water flow in a square microchannel with a miter bend. The simulation considered a pressure-driven flow in a channel-hydraulic diameter of 5 μm for series of Reynolds number (Re) range from 0.056 to 560, in order to investigate water flow at bends. The result shows formation of two vortices after the miter bend, which are more discernible above Re 5.6. The critical inlet velocity for the generation of vortex in this particular geometry occurs at 1 m/s. A simple energy mechanism is postulated to explain the vortex formation as well as core skew direction. The high pressure region at the outer wall before and after the bend is a major factor for vortex formation since the liquid needs to reduce the additional energy effected by the high pressure region. Navier–Stokes equation is utilized with a no slip boundary condition for a total microchannel centerline length of 795 μm which is sufficient to produce a laminar flow pattern at the outlet.     

可调螺距螺旋桨推进特性分析及控制系统研究

介绍了可调螺距螺旋桨的定义及工作原理，并归纳了可调螺距螺旋桨推进装置的工作特性及特点，通过与定距桨进行的对比分析，总结出适用于可调螺距螺旋桨的三类船舶;目前调距桨控制系统一般采用传统的PID控制方法。但由于PID控制器的参数不便于调节。不能取得良好的控制效果，从而提出了基于模糊神经网络控制的调距桨控制系统的设计，以提高调距桨在各种工况下的控制效果，仿真试验结果表明了调距桨控制系统设计的合理性。     

冠丙四肽与前周期ⅥA和ⅦA阴离子结合作用的密度泛函法研究

冠肽是环肽的特殊构型,其结构中的酰胺键主链呈规则排列,形成类似于冠醚的冠型构象,具有高度的对称性,易于形成实现与离子/分子结合的孔径或通道,达到预期的识别作用以及作为超分子离子载体的运输能力。用密度泛函理论的B3LYP方法,以环丙四肽的冠状构象(冠丙四肽)为模型基础,在真空体系中,对其与卤族氧族阴离子结合体系进行了几何构型优化、能量、Mulliken布局数、前沿轨道等方面的理论研究。结果表明:冠丙四肽的构型在与离子结合前后几乎没有改变,结合过程中电子由非金属阴离子移向冠肽主体,价键作用表现为阴离子与氨基氢之间的氢键作用,其中氟与冠型环丙四肽的结合作用并不特别明显优于氯和溴,而氧与冠型环丙四肽的结合作用则明显优于硫和硒;同等情况下,与二价离子的结合作用更显为显著。