苯并1,2,3,4-四嗪-1,3-二氧化物(BTDO)及其硝基衍生物爆轰性能的量子化学研究

用密度泛函理论的B3LYP方法,在6-31G*的基础上,全优化计算了苯并1,2,3,4-四嗪-1,3-二氧化物及其硝基衍生物的几何构型,包括其与5-硝基取代物,7-硝基取代物和5.7-二硝基取代物,分别用(1),(2),(3),(4)表示。通过PM6方法计算出物质的生成热,并研究了热力学参数和温度的关系式。用Monto-Carlo方法,基于0.001 e.born-3等电子密度面包围的空间求得分子平均摩尔体积和理论密度,用Kamlet-Jacobs方程基于理论密度和生成热计算各物质的爆热,爆速和爆压。结果表明:苯并1,2,3,4-四嗪-1,3-二氧化物上的苯环发生硝基取代后,5位取代比7位取代的C-NO2更容易发生断键,5,7-二硝基苯并1,2,3,4-四嗪-1,3-二氧化物的生成热和爆轰性能最好,其值接近于环三亚甲基三硝胺(RDX)。4种物质的生成热的大小顺序是(4)(2)(1)(3),说明5位硝基取代后能有效地增大物质的生成热。爆轰性能的大小顺序是(4)(2)(3)(1),说明硝基基团能有效地增大物质的爆轰性能,且对苯并1,2,3,4-四嗪-1,3-二氧化物来说,5位取代的效果要比7位取代好。     

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.     

几种含氧杂环化合物的芳香性:一个理论研究

使用Gaussian94程序包,在B3LYP／6-311 G**基组水平上对2,3-二氢呋喃、2,5-二氢呋喃四氢呋喃、1,3-二氧杂环戊二烯和苯并1,3-二氧杂环戊二烯进行了全优化,并应用结构分析、振动模式分析和电子布居分析对主题化合物进行了充分讨论。应用电子布居分析,得到了芳香性顺序:THF>BDO>2,3-二氢呋喃>1,3-二氧杂环戊二烯>2,5-二氢呋喃。而且,运用TAC的电子布居分析是研究分子结构和芳香性的一种好方法。     

二氯-4,5-二氮芴-9-酮合钯(Ⅱ)及其席夫碱衍生物能带结构的理论研究

二氯-4,5-二氮芴-9-酮合钯(Ⅱ)配合物(PddafoCl2)是一类大环间呈现π-π堆积层状的晶体.其结构中的羰基官能团,可与含氮的亲核试剂伯胺(RNH2)生成含碳氮席夫碱的衍生物.在共轭环间的π-π堆积下其有序的堆积结构可能产生具半导体性质,但对标题体系的席夫碱衍生物的导电性理论研究还未有见相关报道.基于局域密度(LDA)泛函理论,第一原理赝势平面波法,采用Materials Studio 4.0软件中的CASTEP程序包中的LDA/CA-PZ法研究二氯-4,5-二氮芴-9-酮合钯配合物及其席夫碱衍生物(其中R'=-CN、-COOH、-NO2、-CHO、-CH3、-CH2CH3)共7个体系的能带结构,结果表明该系列体系的能隙在(1.082 6～1.622 2)eV之间,Fermi能级上截距在(7.5147～8.4538)electrch s.eV-1之间.与二氯-4,5-二氮芴-9-酮合钯配合物相比,连接吸电子取代基后的席夫碱衍生物,能隙明显缩少,导电性增强,其中以连接氰基的化合物2的能隙最小.构建不同的席夫碱衍生物,配合物呈现不同的导电性.随R'取代基团电负性增强,体系的导电性能增强,这一规律在实际应用中有理论指导和预测作用.二氯-4,5-二氮芴-9-酮合钯(Ⅱ)及它的席夫碱衍生物有望在不同的领域获得广泛的应用.     

四水二(吡啶-4-甲酸)合铜配合物的合成、晶体结构和量子化学研究

铜(Ⅱ)盐与吡啶-4-甲酸水溶液合成标题配合物,并经元素分析、IR和X-射线衍射表征,该配合物晶体属三斜晶系,空间群P-1,晶胞参数:α=0.6310(3)nm,b=0.6906(3)nm,c=0.9234(6)nm,α=96.312(19)°,β=105.26(2)°,γ=113.353(14)°,V=0.3458(3)nm3,Z=1,Dc=1.824g/cm3,μ(MoKα)=1.627mm-1,F(000)=195,and R=0.0360,wR2=0.1051[对I>2σ(I)的衍射]和R1=0.0361,wR2=0.1051(对所有的衍射).共收集1803个数据,其中独立衍射点1226个,可观察衍射[I>2σ-(I)]点1223个用于结构精修.中心Cu原子关于配基原子形成变形八面锥,分子间通过氢键作用形成三维网络结构.利用量子化学G98W程序,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.     

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.     

几种新型双吡唑衍生物缓蚀性能的理论研究

通过量子化学计算中的密度泛函理论(DFT)/B3LYP方法在6-311+G(d,p)水平上对3种新型双毗唑衍生物5,5'-二甲基-4-乙酯基-1'氢-1,3'-二吡唑(Bipl)、1,1',5,5'一四甲基-1氢,1'氢-3,3'-二吡唑(Bip2)和3-(溴甲基)-5,5'-二甲基-1'氢-1,3'-二吡唑(Bip3)的缓释性能与结构关系进行了研究。用Fukui指数分析了分子中反应活性位点。结果表明全局活性参数最高占据轨道能量(E_(HOMO))、偶极矩(μ)、电负性(X)及电子转移数(△N)与缓释性能有良好的关系。缓蚀性能的理论评价结论与实验结果相吻合。     

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。     

几种香豆素衍生物电子光谱的理论研究

在B3LYP/6-311G(d,p)水平下优化了3种香豆素衍生物的几何构型,并通过振动分析验证了其构型稳定性。在此基础上进行垂直激发的TD-DFT(含时密度泛涵)计算,得到化合物的吸收光谱数据,然后放松激发态结构,进行TD-DFT几何优化得到化合物的荧光发射光谱。研究结果表明:3种化合物结构共平面性较好,均为较大共轭π键体系,均具有荧光特征;由于重原子效应导致化合物L-3的荧光强度相对减弱,但荧光波长变长,谱线红移;相对于吸收光谱,发射光谱均存在stokes位移,且发射光谱与吸收光谱第一吸收带之间呈镜像关系。最后,吸收光谱与发射光谱理论计算值与实验数据基本吻合表明该理论计算方法比较可靠。     

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.     

硅苯与腈氧化物1,3-偶极环加成反应的理论研究

采用密度泛函理论(DFT)方法在B3LYP/6-311G(d,p)水平研究了硅苯与腈氧化物的1,3-偶极环加成反应的微观机理、势能剖面,考察取代基和四氢呋喃溶剂对反应势能剖面的影响。计算结果表明,所研究反应均以协同但非同步的方式进行,且总是Si-O键先于C-C键形成。硅苯分子中Si原子上的给电子和吸电子取代基均有利于反应的进行,而腈氧化物碳原子上的2,4,6-三甲基苯基取代基在热力学上对反应非常不利。四氢呋喃溶剂对所研究反应的势能剖面影响不大。     

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。     

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...     

新型咔唑衍生物密度泛函理论的研究

运用量子化学中的密度泛函和含时密度泛函理论法,计算1种新型咔唑衍生物,以探讨其几何构型、电子结构、前线分子轨道和电子光谱性质。计算结果表明当2-(4-吡啶基)乙烯基的反式构型与咔唑环作用时比顺式稳定,引入取代基后使化合物的HOMO和LUMO之间的能隙降低,吸收光谱红移。电子被激发时,电子从咔唑环向吡啶环转移,说明新型咔唑类化合物具有很好的光学性能,可以作为空穴传输材料。     

1-硅萘和2-硅萘与腈氧化物1,3偶极环加成反应理论研究

采用密度泛函理论(DFT)方法在B3LYP/6-311G(d,p)水平研究了1-硅萘和2-硅萘与腈氧化物的1,3偶极环加成反应的微观机理、势能剖面及取代基对反应势能剖面的影响。计算结果表明,所研究反应均以协同但非同步的方式进行,且总是Si-O键先于C-C键形成。1-硅萘和2-硅萘分子中Si原子上的给电子和吸电子取代基均有利于反应的进行。1-硅萘和2-硅萘具有相似的反应性,且二者的反应性均高于硅苯。     

二硫代氨基甲酸镉配合物几何异构体理论研究

采用密度泛函理论(B3LYP),在SDD和6-31G(d)混合基组水平上,研究二硫代氨基甲酸镉配合物的从头计算,算出两种几何异构体.一种足C2点群,另一种是C1点群.进而比较了两种几何异构体的结构、能量、原子电荷布居规律,一些前沿分子轨道组成,以及化合物的振动光谱.结果:从结构上看计算数据与实验数据符合较好,从振动频率来看,均未出现虚频,说明两种结构都稳定.有意义的是两种配合物的能量几乎相等,所以从理论可以得出这样的结论:这两种结构配合物都可以在实验室合成,然而实验报道的仅是后一种结构的配合物.     

插烯系硫靛发色体电子光谱的含时密度泛函理论研究

在密度泛函理论的B3LYP/6-31 G~*水平上对硫靛染料发色体及其插烯系化合物的几何构型进行优化计算;在获得基态稳定结构的基础上,应用含时密度泛函理论在相同水平下计算其电子吸收光谱,探讨了发色体的延伸对电子吸收光谱的影响,得到了与实验值基本一致的变化规律。结果表明,发色体的纵向延伸使光谱产生轻微的红移。通过对前线轨道组成进行自然布居分析,揭示了硫靛染料的发光均源自分子中HOMO-LUMO(π→π~(?))电子跃迁。     

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。     

Synthesis, crystal structure and quantum chemistry of the organooxotin cluster [(n-Bu)2Sn(H2O)CsH3N(CO2)2]2

吡啶-2,6-二甲酸与(n-Bu)2SnO反应合成标题化合物,并经元素分析、IR和X-射线衍射表征,该配合物晶体属四方晶系,空间群P42/n,晶胞参数:a=1.77103(6) nm,b=1.77103(6) nm,c=l.11717(7) nm,α=90°,β=90°,γ=90°,V=3.5041(3) nm3,Z=4,Dc=1.577g/cm3,μ(MoKα)=1.479mm-1,F(000)=1680 and R1=0.0329,wR2=0.0852[对I＞ 2σ(I)的衍射]和R1=0.0428,wR2=0.0937(对所有的衍射).共收集12600个数据,其中独立衍射点3431个,可观察衍射[I＞2σ(I)]点2723个用于结构精修.中心Sn原子形成七配位变形十面体,分子间通过氧原子的氢键作用形成三维网络结构.利用量子化学G98W软件,在Lan12dz基组对化合物的稳定性、前治分子轨道组成及能量进行研究.     

卤素取代基对二氯-4,5-二氮芴-9-酮合钯(Ⅱ)的能带影响

二氯-4,5-二氮芴-9-酮作为1,10-邻二氮杂菲的衍生物,能与Pd(Ⅱ)等金属离子形成配合物,研究表明,其具有丰富的二维或三维的空间结构特点,在共轭环间的π-π堆积下其有序的堆积结构可能产生具半导体性质,但对它及它的取代衍生物的导电性研究还未有相关报道.采用Materials Studio4.0软件中的CASTEP软件的LDA/CA-PZ法,计算二氯-4,5-二氮芴-9-酮合钯(Ⅱ)及其卤素取代衍生物的晶体优化构型、能带结构和态密度,结果表明,卤素原子较趋于取代分子γ位的氢原子.PddafoCl2及其卤素取代衍生物晶体的禁带宽度在(1.1691～1.5221)eV间,显示该系列物质均具有半导体属性.引入卤素取代基显然降低了体系的禁带宽度,同时提高了态密度,增强导电性质.其中以碘原子α取代衍生物的禁带最窄,态密度最大.引入不同的卤索取代基,配合物呈现不同的导电性,导电性的改变对于非线形光学材料及磁性材料方面等有很重要的研究意义,二氯-4.5-二氨芴-9-酮合钯(Ⅱ)及它的卤素取代衍生物将在不同的领域获得广泛的应用.