吡啶-4-甲醛缩氨基酸席夫碱及其配合物的抑菌性能和量子化学研究

以4种吡啶-4-甲醛缩氨基酸席夫碱配体及其相应的4种金属配合物为研究对象,分别对金黄色葡萄球菌和大肠杆菌2种细菌进行了抑菌实验,测定了最小抑菌浓度（MIC）。应用密度泛函理论（DFT）中的B3LYP方法,从分子前线轨道、键级、电荷分布等方面探讨这类化合物的结构与抑菌效果之间的关系,结果表明C=N健的键级越小,化合物分子的HOMO与LUMO之间的能量差（△E）越小,氮原子上的电子云密度越大,E_HOMO能量越高,抑菌效果越好,且抑菌活性部位可能在C=N和吡啶环上。     

化合物Mn(C6H4O2N)2(H2O)4的水热合成、晶体结构及量子化学计算

以异烟酸和1,10-邻菲啰啉为配体通过水热反应合成了化学合物Mn(C6H4O2N)2(H2O)4,首次用X-射线单晶衍射仪测定了其晶体结构,同时使用G03程序对该化合物进行了量子化学计算,探讨了化合物的Wiberg键级、电荷布居及前线分子轨道的能量、原子轨道布居规律.结果表明:该晶体属三斜晶系,空间群P(1),晶胞参数为:a=0.6347(3)nm,b=0.6922(3)nm,c=0.9286(4)nm,α=96.226(7)°,β=104.929(6)°,γ=112.939(6)°,V=0.352 9(3)nm3,Dc=1.747 g/cm3,Z=1,F(000)=191.最终偏离因子R1=0.045 7,wR2=0.1368.在标题化合物中2个异烟酸根的2个氮原子及4个水分子与Mn(Ⅱ)配位,形成了六配位的变形八面体结构.标题化合物的总能量为-688.647 2 au,最高占据轨道HOMO的能量为-0.296 57 a.u,最低空轨道LUMO的能量为-0.00904 a.u,两前沿轨道的能量间隙为0.305 61 a.u.其能级间隙值较大,说明标题化合物基态的稳定性较好;同时其Wiberg键级及电荷布居的数据与晶体测试结果相吻合,表明理论化学的方法应用于该化合物结构的研究较令人满意.     

1,3二(吡啶-2-基)苯及其衍生物的铂配合物的DFT研究

采用DFT B3LYP方法,在Lan12dz基组水平上对4种1,3-二(吡啶-2-基)苯及其衍生物的铂配合物分子结构进行全优化,然后用TD-DFT(B3LYP/Lan12dz)计算其吸收光谱.结果表明:计算得到的1,3二吡啶苯及其衍生物的铂配合物的儿何结构参数和吸收光谱与实验值相当接近,该方法可以准确预测此类化合物的电子光谱.该类化合物的电子跃迁都具有MM(X)L'LCT的特征,通过改变配体可以有效调节电子跃迁能级.     

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。     

Ni离子水及羟基六配位化合物密度泛函理论研究

用量子化学密度泛函理论(DFT),分别在B3PW91/Lan12DZ和B3PW91/6-31G的计算水平上,优化Ni离子水、羟基配合物几种可能的构型。分析比较了Ni(OH)_6~(4-)和Ni(H_2O)_6~(2 )化合物的几何参数、能量、前线轨道、电荷分布及振动频率。结果:优化的健参数中,Ni-O键长与文献的实验数据较一致。Ni(H_2O)_6~(2 )比Ni(OH)_6~(4-)更稳定,但后者更易吸引带正电荷的阳离子。从前线轨道图也可以看出,Ni(OH)_6~(4-)最高占据轨道HOMO主要集中于配体O上,易于向受体流动提供电子与带正电荷的阳离子结合。振动分析的Ni(H_2O)_6~(2 )和Ni(OH)_6~(4-)的红外吸收峰与实验值相一致。     

茂金属配合物[(eta5-C5H4Si2Me5)MoEt(CO)3]的电子结构研究

运用G98W，采用Lanl2dz基组，对茂金属配合物[(eta^5-C5H4Si2Me5)MoEt(CO)3]进行从头算研究，探讨配合物结构单元的稳定性、分子轨道能量、原子净电荷布居规律，以及一些前沿分子轨道的组成特征等，结果表明，标题配合物结构在能量上是较稳定的，作为结构单元而存在。为茂型金属配合物的合成、分子组装与结构研究提供理论基础。     

电场作用下金属串配合物[Cr_3(dpza)_4L_2](L=Cl,NCS)的结构

用UBP86方法研究了金属串配合物[Cr_3(dpza)_4Cl_2](1)和[Cr_3(dpza)_4(NCS)_2](2)在外电场作用下的几何和电子结构的变化规律。发现随电场增大,高电势端的Cr-Cl和Cr-N键增长,而低电势端的Cr-Cl和Cr-N键缩短。轴向配体L的负电荷由低电势端向高电势端转移,1中原子的自旋密度变化很小,2中低电势端的Cr原子和L的自旋密度变化较明显。随电场增大,分子能量下降,偶极矩呈线性增大:HOMO和HOMO-1轨道能升高且轨道分布移向低电势端,相反,LUMO轨道能减小且轨道分布移向高电势端,使HOMO-LUMO能隙减小,有利于金属链的导电性。电场对2的上述结构和性质的影响尤为显著。     

金属钙离子对煤中含硫活性基团的阻化效果研究

为了揭示阻化剂抑制煤炭自燃的机理,提高阻化效果。采用Gaussian03软件包,对含CaCl_2阻化剂中的金属Ca~(2+)与煤中含S活性结构形成的配位体及分子前沿轨道、稳定化能、自然键轨道和净电荷布居、自然电子组态进行系统研究。结果表明,金属Ca~(2+)能够与煤中含S活性结构反应形成稳定化能变大,前沿轨道能级能隙差变小,形成二配体、三配体及四配体配合物。而且形成配合物后,含S活性结构对前沿轨道的贡献大大减少,同时轨道能级大幅增加,增加了煤中含S活性结构的稳定性,降低了煤的活性,使煤不易于氧发生反应,可有效预防煤炭自燃。     

3,4-次甲二氧桂皮酰胺化合物定量构效关系的量子化学研究

采用Gaussian98程序量子化学从头算法对9种3，4-次甲二氧桂皮酰胺化合物进行了量子化计算。并对计算得到的轨道能量、轨道组成、电荷密度、净电荷等性质进行了分析，将它们与实验得到的生物活性参数做了相关曲线，并对某些参量进行了线性回归，得到了回归方程。计算结果表明3，4-次甲二氧桂皮酰胺化合物的抗惊生物活性与分子的近前沿分子轨道LUMO( 3)能级和轨道组成存在一定的相关性。我们预测这类药物分子在与受体作用时，可能与受体之间发生电子转移，形成电子转移配合物，从而发挥药效。羰基和烯键部位应为此类化合物的活性部位。     

茂金属卡宾配合物{(eta~5-C_5H_5)MoX(CO)_2[C(CH_2)_2CH_2O]}(X:Cl、Br、I)的电子结构研究

运用G98W程序,采用Lanl2dz基组,对茂金属配合物{(eta~5-C_5H_5)MoX(CO)_2[C(CH_2)_2CH_2O]}(X:Cl、Br、I)进行从头算研究,探讨配合物结构单元的稳定性、分子轨道能量、原子净电荷布居规律,以及一些前沿分子轨道的组成特征等。结果表明,标题配合物结构在能量上是稳定的,因而能作为结构单元而存在。为茂金属配合物的合成、分子组装提供理论参考。     

三羰基(三甲硅基)环戊二烯基钼负离子及其钼氢化合物的电子结构及化学键研究

用G98W程序和Lanl2dz基组,全结构优化三羰基(三甲硅基)环戊二烯基钼负离子[(Me_3SiC_5H_4)Mo(CO)_3]~-(Ⅰ)及三羰基(三甲硅基)环戊二烯基钼氢化合物[(Me_3SiC_5H_4)MoH(CO)_3](Ⅱ)。振动频率分析和单点能计算结果表明,位于环戊二烯环(Cp)上的钼能形成半夹心结构的"稳定"化合物。其键长、原子电荷、分子轨道成份和前沿轨道能都表明,钼原子与环戊二烯通过p-d作用形成"氢键",Cp环碳上的p电子和Mo原子d轨道的电子,向钼原子的p轨道转移,形成电荷转移配位化合物。     

铜配合物[Cu(AFO)2]2(SO4)的合成、结构和量子化学研究

硫酸铜与4,5-二氮芴-9-酮(AFO)反应合成四配位铜配合物[Cu(AFO)2]2(SO4),并经元素分析、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)/c,晶体学数据:a=0.78885(14)nm,b=1.3358(2)nm,c=1.9292(3)nm,β=96.179(3)°,V=1.7096(3)nm3,Z=4,Dc=1.722 g/cm3,μ(MoKa)=1.236 cm-1,F(000)=1060,R1=0.0437,wR2=0.1225[对I＞2o(1)的衍射]和R1=0.0634,wR2=0.1362(对所有的衍射).共收集10795个数据,其中独立衍射点3576个,可观察衍射[1＞2o(1)]点2553个用于结构精修.配合物的铜原子关于配基原子形成变形平面四方型.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了研究.     

DFT法研究取代芳烃对发光菌的急毒性

用DFT-B3LYP方法,分别在较高基组6-31G**和6-311G**水平下,全优化计算了24种卤苯、苯酚和苯胺衍生物.从中获得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)等描述符.结合文献标题物对发光菌的毒性值(-lgEC50),由多元线性回归方法获得令人满意的QSAR模型,复相关系数R2和交叉验证系数Q2分别为0.9604和0.8946.模型结果显示:ELUMO越小,即最低空轨道能量越低,分子越易接受电子与亲核试剂发生反应,化合物对发光菌的毒性越大;分子的体积越大,μ越小,化合物毒性越大.     

异丙基水杨酰腙Schiff碱的合成、晶体结构及量子化学研究

用水杨酸甲酯和水合肼、丙酮在甲醇水混合溶液中合成了标题化合物C10H14N2O3,并测定了其晶体结构,该晶体属单斜晶系,空间群P2(1)/n,晶胞参数为:a=0．482 71(15)nm,b=1．560 5(5)nm,c=1．420 8(4)nm,β=90．899(6)°,V=1．070 1 (6)nm3,Dc=1．305g/cm3,Z=4,F(000)=448。最终偏离因子R1=0．047 2,wR2=0．104 3。依据晶体结构数据使用G03程序对化合物进行了量子化学计算,得到了其分子轨道能量和原子净电荷布居规律,分析了其活性原子,并预测了其稳定性,为研究标题化合物异丙基水杨酰腙的生物活性、配合物的合成提供理论指导。     

酚类抗氧化剂结构-活性的ab initio研究

采用ab initio方法,在HF/6-31G水平上对4种酚类抗氧剂的平衡几何构型、净电荷及前线轨道组成和能级等进行了理论计算研究,探讨了这些化合物的结构特征、抗氧化活性和取代基效应。研究表明,这些抗氧化剂HOMO和LUMO均为π-分子轨道。由共轭大π-键的离域性和HOMO与LUMO的性质表明,不饱和的共轭体系不仅能与自由基结合,还因共轭体系的孤对电子更易转移而与金属形成配位键和化学吸附膜,添加剂的电子结构性质决定了抗氧作用。研究还表明酚类化合物的抗氧化活性与其释放活泼氢生成苯氧自由基的能力有关,活性大小与O-H间的Mulliken集居数、净电荷差、前线轨道能级和反应终态能量下降量有关。4种酚类化合物的抗氧化活性:化合物Ⅰ>Ⅳ>Ⅱ>Ⅲ,与实验结果一致。     

一种锰(Ⅱ)配位聚合物的晶体结构分析及前沿轨道能量研究

醋酸锰与2,2'-联吡啶-3,3'-二甲酸(2,2'-Bipyridine-3,3'-dicarboxylic acid)反应合成一维链状聚合物[Mn(μ_2-η~2-bp3dc)(H_2O)_2]_n,(bp3dc=2,20-bipyridine-3,30-dicarboxylate),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C2/c,晶体学数据:a=1.1648(2)nm,b=0.80422(15)nm,c=1.2949(3)nm,β=100.117(i0)°,V=1.1941(4)nm~3,Z=4,Dc=1.853 g/cm~3,μ(MoKa)=1.138 cm~(-1),F*000)=676,R_1=0.0317,wR_2=0.0733[对I2σ(I)的衍射]和R_1=0.0246,wR_2=0.0703(对所有的衍射)。共收集3893个数据,其中独立衍射点1390个,可观察衍射I2σ(I)]点1354个用于结构精修。配体与Mn原子通过吡啶氮原子和羧基氧原子进行配合,以间隔方式排布,形成一维链状结构,链间又以氢键相互作用,最终形成三维网络结构。中心锰原子与配位原子形成畸变八面体构型。利用量子化学G98W软件,在Lanl2dz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。     

组氨酸共价修饰咕啉的计算机模拟

利用计算机模拟,分别以咕啉-咪唑(Corrin-Im)和咕啉-组氨酸(Corrin-His)配合物为研究对象,采用分子力学MM2、MM ,以及半经验量子化学ZINDO/1,考察两种配合物在分子构型、分子轨道、分子能量,以及轴向配体效应方面所存在的差别,以探讨组氨酸对咕啉分子的共价修饰,在配合物的结构、性质及功能方面所产生的影响。文章对于设计与构建人工咕啉配合物,以及这些功能配合物的应用,会有一定的指导意义。     

膦酰基羧酸调聚物缓蚀性能的量子化学研究

研究中发现膦酰基羧酸调聚物(POCA)对碳钢的缓蚀作用良好,而丙烯酸与2-丙烯酰胺-2-甲基丙基磺酸的共聚物(AA- AMPS共聚物)则几乎无缓蚀作用。量子化学方法计算表明POCA调聚物的前线HOMO分子轨道能量较AA-AMPS共聚物大,所以POCA更容易为铁的空d轨道提供电子;AA-AMPS共聚物中对HOMO轨道电荷密度贡献较大的主要是AMPS分子中酰胺基团的N和O原子,O原子的电子轨道布居数虽然较大,但贡献却比N原子小(10%左右),而N原子贡献虽然较大(75%左右),但电子轨道布居数小,因此很难在酰胺基团处与金属吸附。POCA分子中膦酰基基团的P原子和O原子对HOMO轨道电荷密度贡献分别达到70%和20%,且其轨道电子布居数较大,因此较容易通过膦酰基与金属配位吸附而缓蚀性能良好。POCA的缓蚀功能由引入链分子中的膦酰基基团获得,羧酸基团和磺酸基团基本无作用。     

茂金属卡宾配合物{(eta5-C5H5)MoX(CO)2[C(CH2)2CH2O]}(X:Cl、Br、I)的电子结构研究

运用G98W程序，采用Lanl2dz基组，对藏金属配合物{（eta^5-C5H5)MoX(CO)2[C(CH2)2CH2O]}（X：Cl、Br、I）进行从头算研究，探讨配合物结构单元的稳定性、分子轨道能量、原子净电荷布居规律，以及一些前沿分子轨道的组成特征等。结果表明，标题配合物结构在能量上是稳定的，因而能作为结构单元而存在。为茂金属配合物的合成、分子组装提供理论参考。     

三维蜂窝形配合物[(phen)Cu2(μ-Cl)2]n的合成、结构及量子化学研究

二氯化铜与邻菲罗啉(phen)反应,合成具有三维蜂窝形铜(Ⅰ)氯簇配合物,并经元素分析、IR和X-射线衍射表征分子结构,该化合物晶体属单斜晶系,空间群P2(1)/n,晶胞参数:a=0.373380(10)nm,b=1.93938(6)nm,c=1.68004(5)nm,β=95.315(3)°,V=1.21133(6)nm~3,Z=4,Dc=2.074g/cm~3,μ(MoKα)=3.929cm~(-1),F(000)=744,R_1=0.0403,wR_2= 0.1003[对I>2σ(I)的衍射]和R_1=0.0526,wR_2=0.1049(对所有的衍射)。共收集7359个数据,其中独立衍射点2389个,观察1817个衍射[I>2σ(I)]点可用于结构精修。配合物的Cu(1)、Cu(2)原子分别与配基原子形成变形四面体和三棱锥,氯原子桥联作用形成三维蜂窝形铜(I)氯簇配合物。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。