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)、...     

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.     

C3N3(NH2)3、[C(O)NH]3和水双分子间的氢键相互作用

采用密度泛函理论,在B3LYP/6-311+G**水平上对C3N3(NH2)3、[C(O)NH]3、H2O 3种单体在气相中形成的双分了氢键作用体系进行构型优化和频率计算.通过几何优化得到一系列含多个氢键的复合物.频率分析表明,与单体相比,体系形成氢键作用后,参与氢键形成相关的键的红外谱带位置和振动强度都发生明显的变化,其中C3N3(NH2)3-[C(O)NH]3体系中N8-H9键的红移最明显.同时,通过B3LYP/6-311+G**和MP2/6-311+G**水平计算的含基组重叠误差(BSSE)校正的氢键相互作用能分析表明,C3N3(NH2)3-[C(O)NH]3氢键体系的相互作用能最大,其次是([C(O)NH]3)2体系,采用MP2/6-311+G**方法计算的相互作用能分别达到-14.171 kcal·mol-1和-10.217 kcal·mol-1.另外,通过自然键轨道理论揭示氢键相互作用的本质.     

化合物(C10H8N2)·2（H2O）的晶体结构及量子化学研究

以水热法制备了标题化合物(C10H8N2).2(H2O)单晶并用X射线单晶衍射仪测定了晶体结构,该晶体属于单斜晶系,C2空间群,晶胞参数为a=1.58589(16)nm,b=0.37770(4)nm,c=0.920210(11)nm,α=90.00°,β=114.0500(10)°,γ=90.00°,V=0.50335(7)nm3;最终偏差因子R1=0.0525,wR2=0.1311[对I>2θ(I)的衍射点]和R1=0.0661,wR2=0.1404[对所有衍射点]。化合物分子与水分子间由弱的O-H…N和O-H…O氢键作用形成了一维线形结构,该对称结构中两个吡啶环平面之间的夹角为40.7o。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,探讨了化合物的分子优化结构、前线轨道、电荷分布、成键特征和稳定性。计算得到的分子键长、键角和X射线衍射的晶体结构数据基本符合,其差值证实晶体分子间氢键的存在。     

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。     

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。     

3个[AlB5O7（OH）6]2-簇的电子结构和红外光谱的DFT研究

采用密度泛函(DFT)方法,在B3LYP/6-311g*基组下,对3个[AlB5O7(OH)6]2-簇(I, II, III)的电子结构、稳定性和红外光谱进行了理论研究。结果显示3个簇中优化的键长和键角值与wiberg键级有关。[AlB5O7(OH)6]2-(I)的带宽最大,能量最低,稳定性最高。红外光谱研究显示BO3、BO4和AlO4基团振动频率的大小为BO3>BO4>AlO4,且BO3基团的振动强度也最大。此外,研究也显示非端基B-O键的振动频率较端基B-O键的振动频率大。     

5-氟尿嘧啶…NO分子复合物的结构与性质

用密度泛函理论,在BL3YP/6-311++G**基组水平上研究5-氟尿嘧啶…NO复合物体系,用更大基组(6-311+G(2df,p)和aug-cc-pVDZ)进行单点能的计算,发现5个能量极小的复合物。同时,使用自然键轨道(NBO)法和分子中的原子(AIM)法对5-氟尿嘧啶和NO分子间的作用本质进行了分析。结果显示,5-氟尿嘧啶和NO的结合方式是NO的N、O原子与5-氟尿嘧啶的N-H键形成氢键,或O原子与5-氟尿嘧啶分子间通过弱π键结合在一起。最稳定复合物的结合能为-7.86 kJ/mol。N原子与5-氟尿嘧啶的结合更有优势,N结合的复合物中,NO键长缩短,伸缩振动频率蓝移,而O结合的复合物中,NO键长伸长,伸缩振动频率发生红移。     

量子化学方法研究阴离子表面活性剂在气液界面上的吸附

用量子化学方法中的密度泛函理论,在B3LYP/6-3IG水平上,对十二烷基硫酸钠（SDS）阴离子表面活性剂与水分子形成的水合物CH₃（CH₂）₁₁OSO₃ˉ（H₂O）_n（n=0～7）进行结构优化和频率计算。从分子水平上研究了CH₃（CH₂）₁₁OSO₃ˉ在气液界面上与水分子的相互作用。计算结果表明:（1）7个水分子与极性头均采用1:1型和2:1型,即极性头中一个氧原子或2个氧原子与水分子以氢键形式构成水合层;（2）CH₃（CH₂）₁₁OSO₃中的氧原子与水分子中的氧原子最短氢键的键长（O-O键长）在0.27～0.31 nm之间,H…O键长在0.19～0.21 nm之间,O-H…O键角在140°～167°之间,均属于中强氢键:（3）水合物R（S-O）平均键长比表面活性剂单体分子分别增长了,说明形成水合物后S-O间的键减弱;（4）结合能D₀从64.04 kJ/mol增加到.428.29 kJ/mol,说明随着水分子数的增加,所获得的7种水合物的稳定性依次增强,表明最终形成的水合层是稳定的:（5）随着水分子数增加疏水基链长收缩,亲水基总电荷增加,C12-O13-S14的键角增大;（6）由于烷烃链带有了弱电荷,使胶束内核带有了部分极性,此种极性介于烷烃油相和水相的极性之间,利于表面活性剂在溶液中的聚集。     

比较不同基函数下氯化四苯基铁卟啉的B3LYP计算研究

用Gaussian98W程序的密度泛函B3LYP方法,在STO-3G~*、6-31G(d)、6-31G(2d)、6-311G、6-311G(2d,2p)水平,对血红素模拟物氯化铁卟啉分子Fe(TPP)Cl进行了汁算,对分子的结构、电荷密度和自旋密度分布傲了详细对比分析。4个较大基函数计算的能级情况接近,相对较小的6-31G(d)基函数就可以得到较好的计算结果,并且计算时问比用6-311G(2d,2p)基函数少很多。4个较大基函数计算的分子轨道结构几乎完全相同,但6-311G(2d,2p)得到的能级次序与其他大基函数稍有不同。6-311G类基函数的结果较6-31G类基函数有更明显的Fe-卟啉环问的电子转移。根据本文计算结果,6-31G(d)基函数可以利用较少的计算机资源在较短时间内给出不差的结果。     

祖师麻甲素的提取、高效液相色谱测定及量子化学研究

建立祖师麻的有效成分——祖师麻甲素提取和HPLC检测方法,并对其进行了量子化学研究。HPLC检测方法选用VP ODS C_(18)(250 mm×4.6 mm,5μm)色谱柱,流动相为甲醇-0.5%磷酸溶液(45:55),检测波长327 nm,量子化学计算在B3LYP/6-311G(2DF,PD)水平得到祖师麻甲素的几何构型、振动频率及能量,认识祖师麻甲素的分子内氢键结构。HPLC检测方法精密度、稳定性、重现性好,提取祖师麻甲素纯度为96.6%,量子化学计算结果与已知实验数据一致。     

含巯基小分子药物抗氧化活性及机理研究

本文利用量子化学方法,分别对R型硫普罗宁,S型硫普罗宁,青霉胺,N-乙酰半胱氨酸和半胱氨酸,这5种含巯基小分子药物,在极性溶剂(水)和非极性溶剂(四氯化碳)下的抗氧化活性进行比较研究。在B3LYP/6-311++G(d,p)基组下,得到5种化合物的优化结构、解离焓(BDE)、质子解离焓(PDE)、键长、前线轨道能级。通过计算,发现虽然巯基的抗氧化性会随着溶剂极性的变化有一定的改变,但无论是极性还是非极性溶剂下,含巯基小分子药物消除自由基的反应机理仍主要倾向于S-H键断裂的自由基反应,5种含巯基小分子药物的抗氧化活性强弱顺序依次为:R型硫普罗宁S型硫普罗宁D-青霉胺半胱氨酸N-乙酰半胱氨酸。通过S-H键键长分析,发现S-H键键长的结果与解离焓结果具有较高一致性,说明S-H键键长可用于含巯基药物的抗氧化活性研究。     

甲酰基硫脲类嘧啶衍生物结构与活性的理论研究

硫脲类化合物是一类具有广泛抗菌和杀菌活性的物质。为了揭示此类化合物结构与活性之间的关系,为新型杀菌剂的制备和筛选提供理论依据,本文运用Gaussian03程序,在6—311G基组水平上用DFT—B3LYP方法对6种甲酰基硫脲嘧啶衍生物进行研究,对6种化合物的几何构型进行了优化,得到了键长、键角、二面角、原子净电荷等优化几何参数以及分子轨道能量参数。根据优化结果分析了6种化合物的结构特点以及结构和活性之间的关系。计算了6种化合物的红外光谱性质,并且将红外光谱的计算数据和实验数据做了比较。对化合物进行结构分析和红外光谱分析的结果表明：（1）嘧啶环与C（1）-N（7）键形成的共轭基团以及N（9）上的负电荷越多,化合物的活性越高;（2）计算结果与实验结果相吻合,很好地反映了甲酰基硫脲类嘧啶衍生物化合物结构-活性关系。证明DFT-B3LYP／6—311G是一种很好的研究此类化合物结构-活性关系的量子化学方法;（3）本研究为新型酰基硫脲类杀菌剂的开发研究提供了理论依据和研究方法。     

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.     

3个[AlB5O7（OH）6]2-簇的电子结构和红外光谱的DFT研究（英文）

采用密度泛函（DFT）方法,在B3LYP/6-311g*基组下,对3个[AlB₅O₇（OH）₆]^2-簇（Ⅰ,Ⅱ,Ⅲ）的电子结构、稳定性和红外光谱进行了理论研究。结果显示3个簇中优化的键长和键角值与wiberg键级有关。[AlB₅O₇（OH）₆]^2-（Ⅰ）的带宽最大,能量最低,稳定性最高。红外光谱研究显示BO₃、BO₄和AlO₄基团振动频率的大小为BO₃>BO₄>AlO₄,且BO₃基团的振动强度也最大。此外,研究也显示非端基B-O键的振动频率较端基B-O键的振动频率大。     

广藿香酮电子结构及紫外光谱性质

采用量子化学密度泛函理论在B3LYP/6-311++G**水平上对广藿香酮在甲醇溶液中可能存在的异构体电子结构和紫外光谱性质进行了理论研究。结果表明:(1)广藿香酮可能稳定存在的酮式、单醇式、双醇式3类异构体共计10个;其中Ⅰ、Ⅴ、Ⅵ分别为上述3类异构体中的相对稳定构型。在所有异构体中,单醇式异构体Ⅴ为最稳定构型,为天然存在的广藿香酮的分子结构,与实验结论一致。(2)计算获得了异构体Ⅴ在甲醇溶液中的紫外吸收数据,与实验值吻合较好。296nm处的吸收峰来源于分子中的HOMO→LUMO的π–π*电子跃迁(占100%);223nm处的吸收峰主要来源于分子中的HOMO→LUMO+1的π–π*电子跃迁(占74%)     

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。     

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.     

SO_4~(2-)微观水合结构DFT研究

运用密度泛函理论(DFT)计算方法系统研究硫酸根阴离子水合团簇,[SO_4(H_2O)_n]~(2-)(n=1-18),微观水合结构。理论计算采用ωB97XD泛函和6-311++G(d,p)基组。每个尺寸团簇结构,尽可能考虑所有合理初始结构,以此进行结构优化和频率分析等。结果表明,气相和液相条件下SO_4~(2-)与H_2O之间的相互作用能和溶剂稳定化能均与团簇尺寸n成线性关系,因此优化得到稳定结构均是合理构型。在[SO_4(H_2O)_n]~(2-)水合团簇稳定结构中,氢键的形式有两种,即溶质-溶剂(SO_4~(2-)…HOH)之间形成的对称双氢键,以及溶剂-溶剂(H_2O... HOH)之间形成的氢键。当SO_4(H_2O)_n]~(2-)水合团簇的尺寸为5个水分子时,由于水分子内氢键的形成,出现氢键环状结构,且团簇结构中出现水分子内氢键时,结构较为稳定。随着n增加,氢键结构逐渐变为网状直至稳定的笼状。通过能量参数和键参数分析可知,当团簇尺寸n≥18时,SO_4~(2-)第一水合层水分子数≥9,而第二水合层还有待进一步研究。同时随着浓度降低SO_4~(2-)与H_2O分子之间总相互作用能增加,溶液中溶剂-溶质相互作用增强。     

论1-吡啶-3-[4-(苯基偶氮)苯基]-三氮烯的三氮异构化

采用3种不同泛函(B3LYP,BP86,PBE1PBE)在6-31G*和6-311+G*基组下,计算有机材料1-吡啶-3-[4(苯基偶氮)苯基]-三氮烯(PYPAPT)不同结构上三氮异构化的途径有2种可能:(a)分子内质子迁移,(b)水助质子迁移,因此获得它们的互变异构过程活化能、活化吉布斯自由能和质子转移反应的速率常数等性质.采用PCM法研究反应体系的溶剂化效应.证明孤立分子和一水合物最稳定的异构体相同都为[J],计算结果也与实验值符合得很好,溶剂化效应对异构化能垒的影响较大.最稳定的异构体分了内质子转移的速控步骤的活化能为170.48 kJ/mol,速率常数为3.86×10-15s-1:当水分子参与反应以双质子转移机理异构化时,活化能显著降低,有利于三氮异构化,其最稳定异构体的速控步骤的活化能为47.41kJ/mol,速率常数为9.73×104s-1.计算结果还表明,氢键作用在增大PYPAPT水合物相对稳定性、降低质子转移异构化反应活化能等方面起着重要作用.