硝酸正丙酯和硝酸异丙酯的密度泛函理论研究

用密度泛函理论(DFT)中的B3LYP、B3PW91、B3P86方法研究硝酸正丙酯(n-propyl nitrate,NPN)和硝酸异丙醣(isopro- pyl nitrate,IPN)的平衡分子构型、前线轨道能(E_(HOMO)、E_(LUMO))、能差(△E=E_(LUMO)-E_(HOMO))和O-NO_2键的裂解能(BDE)。分析了两种硝酸酯分子和对应自由基的热稳定性。NPN和IPN中的O-NO_2键的裂解能用B3P86方法计算出最接近实验值。由O- NO_2键的裂解能符合文献中对应物质的表观活化能,推知两种物质的热分解反应只是单分子O-NO_2键的均裂反应。     

4种类胡萝卜素抗氧化性质的量化计算

类胡萝卜素分子结构中含有一个共轭大π键,可能是这种特殊的结构使它容易与自由基起反应,形成无害的产物,或通过破坏自由基链反应,将自由基清除。运用密度泛函理论方法(density functional theory,DFT)在B3LYP/6-31(d)水平上对虾青素、β-胡萝卜素、玉米黄素和叶黄素四种类胡萝卜素分子进行了优化计算,之后在B3LYP/6-311(d)水平上进行了单点能(single pointenergy,SPE)计算。文章从分子的几何结构、总能量、原子的NBO电荷值、以及前线轨道结构方面详细讨论了它们性质。研究表明,分子的共轭效应使C-C单双键的键长均匀化,同时降低了分子的能量,最高占据轨道与最低空轨道能级间隔ΔE(LUMO-HOMO)变小,光谱移至可见区,从而显出多种颜色。从原子的NBO电荷值,前线轨道ΔE方面分析可见,抗氧化活性理论上虾青素>玉米黄素≈β-胡萝卜素>叶黄素。玉米黄素和叶黄素结构中的羟基的亲水性会增强其与水溶性或脂溶性氧化物反应,导致其清除体内自由基的能力大于β-胡萝卜素。     

从头计算法对C-C键裂解能的研究

采用从头计算法中的HF和DFT方法对一些烷烃和烷基苯分子的C－C键裂解能进行了计算。计算结果表明，HF方法在计算键能方面存在着较大的误差，DFT方法计算结果与实验值符合的很好，其中，D3LYP方法误差在4kcal/mol左右，B3P86方法的误差在2kcal/mol左右，说明DFT方法为计算分子C－C键裂解能的可靠方法。     

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)、...     

柴油低温流动性质和烃组成的关联

用直馏柴油、催化柴油、加氢精制柴油、加氢裂化柴油调合得到不同柴油样品,分析其烃组成、正构烷烃碳数分布和低温流动性质,找出柴油的低温流动性质与其烃组成的关系,结果表明柴油低温流动性质与其环烷烃含量、芳香烃含量关联不明显,而与高碳数正构烷烃含量有很好的关联,其随着高碳数正构烷烃含量增加而升高。用最小二乘法建立了柴油低温流动性质和高碳数正构烷烃含量的一元、二元回归模型,经验证明二元回归模型计算值与实测值吻合较好。     

Cr(CO)_n(n=1-5)与C_6 H_6相互作用的密度泛函研究

用密度泛函理论在B3LYP/LANL2DZ基组水平上对(η~x-C_6H_6)Cr(CO)_n(x=1-6;n=1-5)复合物体系的可能构型进行了自由优化及相互作用能的计算,研究了不同羰基数对复合物稳定性、苯和羰基铬相互作用的影响,并对苯和羰基铬相互作用进行了NBO分析。得到以下结论:(1)当n≤3时,苯与Cr(CO)_n以η~6配位;当n≥4时,苯与Cr(CO)_n以η~2配位;(2)最稳定复合物中随羰基数的增加Cr-C_(benzene)平均键长增长,最大二面角H-C-C-H偏离碳环的角度随复合物对称性降低而逐渐增大;(3)当n为奇数时,复合物相互作用主要表现为苯C-C键的π轨道和Cr-CO键的σ反键轨道;当n为偶数时,复合物相互作用主要表现为苯C-C键的π轨道或π~*轨道与Cr的孤对电子轨道;(4)复合物羰基数越多,最稳定复合物的相互作用能数值越大,稳定性越小。     

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.     

异构烷烃的有效碳数与物性关联研究

多数异构烷烃的物性数据难以获取,且烷烃的物性与其分子结构密切相关.本文分析了异构烷烃与正构烷烃在结构上的差异,提出了用有效碳数描述片构烷烃的分了结构,体现了异构烷烃侧链对其物性的影响.并且根据有效碳数的定义,建立了油品中常见异构烷烃的结构-物性关联方法.对6类异构烷烃的物性计算结果表明,沸点、密度、折光指数的计算值与实测数据的一致性令人满意,沸点的最大绝对误差3.36 K,密度的最大绝对误差0.0056 g/cm3,折光指数的最大绝对误差为0.0028,计算精度优于文献方法,显示了关联方法的有效性.利用该方法,可预测异构烷烃的物性.     

应用量化参数研究羧酸的结构和pKa值的关系

应用密度泛函B3LYP/6.311 G**法得30种羧酸分子的优势构象,再计算羧酸-水构成的氢键复合物,获得优势构象和复合物的结构参数,并将这些参数与羧酸pKa值相比.羧基C-O键长、羧基氢自然键轨道电荷以及复合物的氢键键长和结合能等参数,与羧酸pKa实验值具有良好的线性关系.以水为探针分子获得氢键复合物结构参数的方法,可预期在预测其它含有酸性基团化合物酸性的强弱方面推广应用.     

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。