多氯代二苯并二(口恶)(口英)降解性的量子化学初探

采取半经验的量子化学计算方法研究了所有75种多氯代二苯并二(口恶)(口英)(PCDDs)的生成热和前线分子轨道能量,从还原脱氯和光激发难易的角度考察了PCDDs的降解性和结构之间的关系。研究发现氯取代数少、尤其是侧位(2-、3-、7-和8-)氯取代数较少的PCDDs更难降解。     

多氯代二苯并二E Ying降解性的量子化学初探

采取半经验的量子化学计算方法研究了所有75种多氯代二苯并二E Ying（PCDDs)的生成热和前线分子轨道能量。从还原脱氯和光激发难易的角度考察了PCDDs的降解性和结构之间的关系。研究发现氯取代数少、尤其是侧位（2－、3－、7－和8－）氯取代数较少的PCDDs更能降解。     

对多氯代二苯并二噁(口英)的定量结构-气相色谱保留行为关系研究

采用分子电性距离矢量（MEDV）描述子表征多氯代二苯并二噁[口英]（PCDDs）,结合基于预测的变量选择和建模方法（VSMP）,从MEDV中挑选出1-2个描述子,对不同固定相下PCDDs的气相色谱保留值建立定量线性模型。结果表明MEDV分子描述子对分子结构具有很好的分辨能力,利用VSMP方法挑选的MEDV描述子很好表达了描述子与气相色谱保留值之间的相关关系,所建立的模型相关系数（R）均大于0．98,留一法交互检验的相关系数（q）均大于0．97;并均匀挑选2／3有实验数据的异构体作为训练集,余下的1／3作为检验集,进行了变量挑选、建模,结果表明,挑选的变量与用全部已知样本建模时一致,最后对没有实验值的异构体进行了预测。     

多氯代二苯并呋喃(PCDFs)光解性质的量子化学研究

多氯代二苯并呋喃(PCDFs)是持久性有机污染物之一，其光化学降解是其主要的环境降解途径，本文是采用量子化学方法对PCDFs光解性质进行研究。本文采取AMl半经验量子化学计算方法计算了所有135种PCDFs的生成热和前线分子轨道能量，据此讨论了PCDFs分子光激发和还原脱氯难易程度与分子结构之间的关系。结果表明生成热可以成功解释PCDFs在水相中随着分子氯取代数目增加而光解速率降低的规律，而前线分子轨道能则可以解释正构烷烃溶剂中随氯原子取代数目增加而还原脱氯在降解机理中越占主导地位的规律，从而从量子化学的角度为实验结果提供了理论解释。     

氯代二苯并二(口恶)英(PCDDs)的光谱性质的理论研究

用含时密度泛函理论(TDDFT)和差分密度泛函理论(△SCF-DFT)研究了氯代二苯并二恶英(PCDDs)的紫外可见电子吸收光谱。通过对分子轨道组成成份的详细分析以及电子跃迁过程的模拟,对吸收光谱中的每个峰进行了归属。同时研究了氯取代基对PCDDs吸收光谱的影响,发现随着氯取代基数目的增加,在低能区激发能几乎没有变化,而在较高能区激发能迅速降低,这与TCDD光谱图中第一个峰是氧和碳环之间的电子跃迁相一致。这说明与氯取代基相关的跃迁位于高能区,故用光降解方法试图减少氯取代基数目以降低PCDDs的毒性是不可能有效的。     

对多氯代二苯并二噁的定量结构-气相色谱保留行为关系研究

采用分子电性距离矢量(MEDV)描述子表征多氯代二苯并二(口惡)(口英)(PCDDs),结合基于预测的变量选择和建模方法(VSMP),从MEDV中挑选出1-2个描述子,对不同固定相下PCDDs的气相色谱保留值建立定量线性模型。结果表明MEDV分子描述子对分子结构具有很好的分辨能力。利用VSMP方法挑选的MEDV描述子很好表达了描述子与气相色谱保留值之间的相关关系,所建立的模型相关系数(R)均大于0.98,留一法交互检验的相关系数(q)均大于0.97;并均匀挑选2/3有实验数据的异构体作为训练集,余下的1/3作为检验集,进行了变量挑选、建模,结果表明,挑选的变量与用全部已知样本建模时一致,最后对没有实验值的异构体进行了预测。     

拓扑量子方法预测二噁(口英)类化合物PCDDs的正辛醇/水分配系数

二噁(口英)类化合物PCDDs的毒性与其正辛醇/水分配系数(logK_(ow))有关。由于PCDDs类化合物性质相似,分离困难,其中许多化合物的logK_(ow)难以测定,只能理论预测。以往的研究采用基团/原子贡献、热力学、化学图论和神经网络等方法进行研究,可得到较好的结果。本文提出拓扑量子方法,即考虑分子图顶点的性质,直接用二噁(口英)类化合物PCDDs的分子碎片的电离能I_p为主元来构建邻接矩阵。结果表明新的拓扑量子邻接矩阵的特征根与二噁(口英)类化合物的正辛醇/水分配系数(logK_(ow))有良好的相关性:logK_(ow)=-4.86201+0.00617S_R-0.71375 HLOMO R=0.9238,s=0.285,F=116.45,n=43     

多氯代二苯并呋喃QSRR的拓扑量子方法研究

由于分子邻接矩阵能很好地表征分子的结构,以多氯代二苯并呋喃中不同的分子碎片实测的第一电离能为主元,构建分子的拓扑邻接矩阵,解得其特征根,参照分子轨道(MO)的概念。指定其中2个特征根为分子轨道的前线轨道HOMO,运用多元线性回归法,将矩阵特征根HOMO和分子体积作为参数,对多氯代二苯并呋喃在三种不同固定相中的色谱保留指数(RI)和相对保留时间(RRT)作相关分析,其相关系数都在0．968以上。所得方程的良好相关性,说明该方法合理、有效。     

多氯代二苯并呋喃定量结构性质关系的研究

基于定量结构-性质相关(QSPR)研究多氯代二苯并呋喃化合物的性质具有重要意义。采用分子电性距离矢量(MEDV)表征135个多氯代二苯并呋喃化合物(PCDFs)的分子结构,运用多元线性回归(MLR)技术,同时采用逐步回归结合统计检测筛选模型变量,建立PCDFs的气相色谱保留指数(RI)、正辛醇/水分配系数(LogK_(ow))、基于2种色谱条件下的2组气相色谱保留时间与MEDV的QSPR模型,模型的线性相关系数均在0.8971～0.9963之间。继用留一法和外部样本检验模型稳定性能。结果:所建QSPR模型的稳定性和预测能力良好。     

应用AM1量化参数预测多氯代二苯并呋喃的logKow

采用G98W程序包中的AM1方法对135个多氯代二苯并呋喃(PCDFs)分子和二苯并呋喃进行了优化计算,作业命令为#p Am1 op tfreq scf(eonver=9),以计算所得的分子轨道能量、碳原子电荷作为PCDFs分子结构描述符,运用多元线性回归技术建立了PCDFs的logKow与分子轨道能量、碳原子电荷的四元线性方程,相关系数为0．9306,标准偏差为0．1849,经修正的,Jackknife法检验该模型的稳健性好,并对未有实验数据的85个PCDIr’s的logKow进行预测。     

量子化学软件的应用研究

量化软件的引入对学生学习、理解、应用《结构化学》起到积极作用,激发了学生的学习动机,便于教师调整教学内容和进度,优化教学过程。通过变分法在Gaussian软件包中的体现、Gaussian软件计算O2＋,O2,和O2-的键长,对比键级的结果以及α-π反馈键三个具体实例说明量子化学软件在《结构化学》教学中的应用,以及应用中的注意原则。     

新农药咪蚜胺电子结构与构象的量子化学研究

采用半经验量子化学方法ＡＭ１对新农药咪蚜胺分子的电子结构与构象进行了研究。优化了分子的几何构型参数;计算了势能面、静电势分布、前线分子轨道能级及原子净电荷,并从理论上分析探讨了咪安水解反应易于发生的可能构象,为该农药的进一步研究提供了有用信息。     

聚丙烯酸酯玻璃化温度的QSPR研究

应用半经验量子化学PM3法得到22种聚丙烯酸酯分子的优势构象,再用PM3法和分子图形学技术获得其电子结构参数、几何结构参数和拓扑指数,将这些参数与聚丙烯酸酯玻璃化温度相关联.结果:聚丙烯酸酯玻璃化温度与分子连接性拓扑指数1Xv、氢原子所带最高正电荷QH、分子总能量ET、最负原子所带的静电荷Q-min和分子偶极距μ之间存在良好的线性相关性,成功地建立聚丙烯酸酯玻璃化温度的构效关系式,找出影响玻璃化温度的主要结构因素.     

基于量子化学的蛋白质分子场计算

蛋白质结构与功能之间的关系非常密切,蛋白质分子体系中的各种相互作用力在空间叠加形成一个综合性作用(分子场),对揭示蛋白质结构与功能之间的内在关系具有重要意义.提出了基于线性标度量子化学理论的蛋白质分子场快速计算方法,利用分而治之的思想,根据氨基酸残基把一个蛋白质大分子分解成若干片段,然后对每个片段单独计算,最后对各片段的重要区域在空间网格点上进行拼接,获得完整的三维分子场数据;为了提高计算速度,还提出了基于MPICH模型的并行计算方法.实验结果证明,文中方法能实现复杂蛋白质分子的分子场的高效、高精度计算.     

邻苯三酚自氧化机理的量子化学研究

以WINMOPAC7.21和MOPAC2012中提供的PM6半经验量子化学方法研究了邻苯三酚自氧化机理。PM6半经验量子化学方法首先对邻苯三酚自氧化过程相关的各分子进行构型优化,利用提供的热力学参数计算获得了的热力学参数,包括分子的生成热,分子的熵,从而计算出每步反应的吉布斯自由能的变化值,进行反应自发性评价,揭示自氧化反应发生的可能性。由各相关分子的最高占有轨道,和最低空轨道能量的分析,获得了分子的第一电离势等与电子相关的分子指数,研究了邻苯三酚自氧化过程的机理,为文献推测的机理提供了量子化学的支撑。     

β-环糊精包合物的量子化学计算

用量子化学从头计算法对6种β－环糊精包合物进行了计算，结果表明，包合物的稳定性来自于主客体分子间的非键相互作用，环糊精包合物主客体之间无电荷转移迹象，包合物的稳定性与客体的尺寸和氯键生成能力有关。     

田菁胶大分子的量子化学计算

为了研究田菁胶大分子的化学反应活性与结构的关系,用GAMESS中MOPA程序的PM3方法在全局优经中的确定田菁胶大分子糖单元的几何构型和稳定构象,计算了该大分子绕两个旋转轴θ,φ旋转的热能面和羟基氧的电荷分布等数据,结果表明大分子基团之间不能绕θ-φ,轴进行自由旋转,糖单元主链和侧链上的羟基均可进行取代反应,仅取代基几率分布存 差异,计算结果与实验值相吻合。     

基于VRML的造型视点控制方法

分析了应用Virtual Reality Model Language进行三维造型时相关节点的应用特性,研究了三维造型时的视点控制方法,着重探讨了应用Viewpoint节点和NavigationInfo节点进行视点控制的方案,并提供了验证程序效果的方案。