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。     

吡嗪类硝基衍生物结构与爆轰性能的DFT研究

采用B3LYP/6-311++G**方法对26种硝基吡嗪类衍生物体系进行了全优化,几何优化结果表明所有优化后的化合物结构均无虚频,为势能面上的稳定结构;采用Monte-Carlo方法理论估算了26种化合物的密度,随着硝基数目的增加,密度增加;并设计等键等电子反应计算了其生成焓及其热力学性质,硝基数目逐渐增加时,Cp、S...     

五员杂环化合物的量子化学理论研究

五员杂环及衍生物是重要的工业原料,有些具有重要的生理作用。为了探讨此类化合物结构特点、化学位移与活性之间的关系,本文采用密度泛函B3LYP和从头计算ab initio HF、MP2方法研究了呋喃、吡咯、噻吩的几何构型,用TD-DFT方法对分子的电子光谱进行了计算,运用GAIO-HF计算了分子的化学位移,并将计算数据与实验值进行比较。结果表明：(1)选用MP2对此类化合物键长键角更为适宜;(2)三种化合物电子光谱的最大吸收波长很接近,溶液的计算值优于气相的;(3)分子的化学位移与反应活性有密切联系：化合物α位氢原子的δ_H值愈小,该化合物亲电取代反应活性愈高;同一杂环分子,氢原子的δ_H值愈小,该位置的亲电取代反应活性愈高。     

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...     

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。     

含氮杂环硫脲类化合物对苹果干腐病菌的QSAR研究

含氮杂环硫脲类化合物具有显著的生物活性,被广泛应用到农业和医药行业中。本文选取并合成了11种含氮杂环硫脲类单酰基化合物,在相同条件下,测定了它们对苹果干腐病菌的室内毒力作用,获得了抗苹果干腐病菌的半数抗菌活性值lg EC50。采用量子化学的MM2,MOPAC及密度泛函B3LYP方法,计算出这11种化合物的16种电子结构参数,采用SPSS19.0软件中的线性回归方法,筛选出影响抗菌活性显著的2个变量,建立其结构与抗菌活性之间的关系,并对新合成的化合物进行了活性预测,结果表明,(1)取代基的最高占据轨道能量(EHOMO)和分子平均极化率(P)对化合物活性有重大影响;(2)预测数据与实验值的误差分别只有0.04和-0.54,说明本文的方程模型预测能力较强,这为新型高效硫脲类杀菌剂的设计与合成提供了必要的理论和实验指导。     

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。     

基于QSAR模型研究芳烃化合物对小球藻的抑制活性

芳烃化合物正随着工业的快速发展和溢油事故的频繁发生影响着海洋生态系统的健康,提高定量构效关系（QSAR）模型预测未知芳烃化合物毒性的能力是做好芳烃化合物安全防范措施的任务之一。为建立芳烃化合物物化性质与小球藻抑制活性间的QSAR模型,以实验获取的21种芳烃化合物对小球藻96 h的抑制活性数据为基础,采用密度泛函理论（DFT）中的B3LYP方法,在6-311G^**基组上全优化计算21种芳烃化合物结构参数,运用SPSS 12.0 for Windows程序,将这些结构参数作为理论描述符,逐步回归得到芳烃化合物对藻类抑制活性的QSAR模型。该模型相关系数R²为0.925,交叉验证相关系数q²为0.898,说明所建模型具有良好的预测能力和较强的稳定性;所建模型包含2个参数（分子体积和最正氢电荷）,其中分子体积显著影响了该类化合物对小球藻的抑制活性。     

四种抗非小细胞肺癌药的谱学性质及其概念密度泛函分析

吉非替尼、厄洛替尼、埃克替尼和阿法替尼是四个相继被批准上市的用于治疗非小细胞肺癌(NSCLC)的表皮生长因子受体酪氨酸激酶抑制剂(EGFR-TKIs)。本工作采用B3LYP/6-311++G~(**)水平对上述四种EGFR-TKIs进行结构优化,并计算了它们的红外、核磁共振谱和紫外-可见光谱,分析比较出几何结构的差异对谱学性质的影响。此外,通过概念密度泛函理论(CDFT)探讨分析四种化合物的化学性质。研究结果表明,喹唑啉环侧链的不同主要影响碳原子的化学位移值;第二代EGFR-TKIs阿法替尼与第一代相比,具有共轭结构多、电负性高和亲电指数大的特点。     

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。     

DFT法研究取代芳烃结构与毒性的定量关系

应用密度泛函方法(DFT)在B3LYP/6-311G~(**)水平上全优化计算38个取代芳烃的量子化学参数,结合辛醇/水分配系数研究取代芳烃化合物对发光菌毒性的定量构效关系(QSAR)。对训练集样本经逐步多元回归分析(SMR)后,所建QSAR方程的复关系数R~2及去一法交互检验复相关系数Q_(LOO)~2分别为0.920和0.896,用预测集样本预测外部,所得外部预测样本复相关系数R_(ext)~2和外部预测集交互检验Q_(ext)~2分别为0.870和0.849。模型结果显示:辛醇/水分配系数愈大,即分子疏水性愈强,化合物对发光菌的毒性愈大;取代基的吸电子能力愈强,化合物毒性愈大;前沿轨道能级差愈小,化合物毒性愈大。     

青蒿素类化合物与铁卟啉作用机理的量子化学研究(英文)

4种青蒿素类化合物存B3LYP/6-31(d)水平进行几何优化,并确定过氧桥是分子内的活性位点.采用HF/STO-3G基组对青蒿素与铁卟啉的反应机理进行量子化学研究.所得结构参数显示了Fe-N键断裂.同时Fe-O键生成.计算结果与利用分子对接技术得出结果一致,表明在青蒿素类化合物发挥抗疟活性时,亚铁血红索中铁原子靠近过氧桥中的O13,支持了前人提出的15位氢转移反应路径.     

脂肪族聚酰胺振动光谱的密度泛函理论研究

采用密度泛函理论DFT-B3LYP方法,在6-31G基组水平上对3种脂肪族聚酰胺尼龙2(PA2),尼龙4(PA4)和尼龙6 (PA6)的低聚物OA2,OA4和OA6构型进行优化,得到基态稳定构型;在优化构型基础上计算了分子振动谐性力场,并对理论谐性力场进行了简正坐标分析,得到了低聚物红外光谱及拉曼光谱,用标度因子0.96对计算频率校正。对照实验值,根据振动模式对其特征峰进行了指认。并讨论了由不同长度亚甲基链组成的聚酰胺对振动光谱的影响。     

DFT法研究取代酚对黑头呆鱼的急毒性

基于定量结构-活性相关（QSAR）研究酚类化合物的急毒性具有重要意义。运用DFT-B3LYP方法,在较高基组6-311G^**水平下,全优化计算25种取代酚。从中获得分子最高占用和最低空轨道能(E_HOMO和E_LUMO)、前线轨道能级差(AE=EHOMOˉ尻_LUMO)、分子次最高占用和次最低空轨道能(E_NHOMO和E_NLUMO、分子总能量（E_T）、氢原子所带的最高正电荷（q_H⁺）、最负非氢原子的静电荷（g）、分子偶极矩（μ）和分子体积（V）等描述符。结合文献中标题化合物对黑头呆鱼急毒性值(-1g LC₅₀),由多元线性回归方法建成QSAR模型,采用内外双重验证的办法,深入分析和检验模型的稳健性。最佳模型的复相关系数（R²）,去一法（LOO）交替检验复相关系数(R²_CV),外部预测样本复相关系数(R²_ext)分别为0.976,0.974和0.940,故所建QSAR模型的稳定性和预测能力良好。表明:取代酚对黑头呆鱼急毒性与分子体积、最负非氢原子的静电荷及分子总能量的相关性密切。     

麻醉药对费氏弧菌毒性的2D-QSAR研究(英文)

用DFT-B3LYP方法,在较高基组6-311G~(**)水平下,全优化计算36种麻醉药分子的量子化学参数,结合麻醉药对费氏弧菌的毒性数据(-1gEC_(50)),由线性回归方法建立QSAR模型。对训练集样本经逐步多元回归分析后,所建QSAR方程的复相关系数R~2及去一法交互检验复相关系数q~2分别为0.959和0.943,用预测集样本预测外部,所得外部预测样本复相关系数R_(pred)~2为0.982。结果表明:麻醉药的毒性主要由V、E_(HOMO)、E_(NHOMO)和E_T决定,V和E_(NHOMO)越大,化合物对费氏弧菌的毒性越大;E_T和E_(HOMO)越小,化合物毒性越大。     

香兰素Schiff碱及其异构体分子特性的预测研究

利用Gaussview程序模拟构造香兰素Schiff碱及其3种异构体的分子结构,并利用量化计算软件Gaussian03密度泛涵方法在(B3LYP/6-31G)基组水平上,优化4种Schiff碱的分子结构及计算频率。根据前线轨道理论及原子净电荷等相关量化参数,估计化合物及其异构体分子的稳定性、活性部位、不同原子金属配位能力及亲核反应的作用点等分子特性。     

脂肪胺类化合物脂水分配系数的QSPR研究(英文)

用16种脂肪胺类化合物HF/6-31G**,HF/6-311G**,DFT-B3LYP/6-31G**和DFT-B3LYP/6.311G**全优化计算结构参数: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),对它们的脂水分配系数(lgKOW)分别进行定量构效关系(QSPR)研究.结果表明:脂肪胺的lgK与分子最低空轨道能(ELUMO),分子的总能量(ET)和分子偶极距(μ)的相关性较好,成功地建立了lgKOW的QSPR方程.特别是基于B3LYP/6-311G**基组建立的方程具有更好的[[预]能力,并通过VIF值和t值对其稳健性进行了检验,结果良好.     

邻菲罗林桥联多胺的密度泛函研究

运用密度泛函理论(DFT)在B3LYP/6-31G水平上,对4个邻菲罗林桥联多胺进行几何构型的全优化。计算得到原子净电荷分布、Mulliken成键布居和分子前沿轨道能量。分析所得数据得到活性原子及其相应的能级顺序。计算发现随着直链脂肪胺N原子电子数的增加,N原子与C原子生成的键级不断减少。本文预测了4个邻菲罗林桥联多胺的稳定性,为研究标题化合物的生物活性,配位化合物的合成提供理论指导。     

A comprehensive conformational space analysis of N-formyl-l-tryptophanamide system by using a genetic algorithm for multi-modal search

The conformational space of protected amino acid HCO-Tryptophane-NH₂ was explored by using a new optimization procedure, in order to localize the stable minima on its potential energy surface (PES). The genetic algorithm based on the Multi-Niche Crowding (MNC) technique was used initially to generate a set of optimized structures for title compound. Resulting structures from the genetic algorithm technique will be used hereafter as input conformers at a hierarchy of increasingly more accurate electronic structure calculations (RHF/6-31G+(d) and DFT/B3LYP/6-31G+(d) geometry optimizations). The lowest energy conformer γ_L(g+g+) presents a folded Backbone that is stabilized by strong hydrogen bond noted C₇. This links the carbonyl oxygen of the formyl group and the hydrogen of the amine group. There are further interactions from one hand between the carbonyl oxygen of the formyl group and the neighboring CH group on the pyrrole ring and from other hand between the N-terminus hydrogen and the indole ring in accordance with the experimental results. This work includes also a comparison between the theoretical calculations and the experimental results of X-ray crystallography extracted from protein data bank (PDB).     

Post Hartree-Fock and density functional theory studies on structure and conformational stability of nitrosoethylene and substituted compounds of nitrosoethylene

Post Hartree-Fock and density functional theory (DFT) methods were used to study the different conformers of nitrosoethylene H-CH=CH-NO, and substituted compounds of the nitrosoethylene R-CH=CH-NO (R = Cl, NH2, N(CH3)2, OH, OCH3). The molecules were optimized at MP2/6-31G* level of theory of ab initio and B3LYP/6-31G* and B3PW91/6-31G* levels of theory of DFT. Special emphasis has been given to the effect of substitution of pi-electron donor groups NH2, N(CH3)2, OH, and OCH3, which play a major role in modifying the geometrical parameters of -N=O group by the electronic transmission effects through the central group -CH=CH-. The ability of DFT methods to predict the bond length adjacent to the atoms having lone pair electrons has been discussed. The conformational stabilities have been studied using the relative energies and DFT parameters such as chemical hardness and chemical potential. The role of intra-molecular hydrogen bond on the equilibrium structure has been discussed. The vibrational spectra for the different conformers of the nitrosoethylene and substituted compounds have been generated using the MP2/6-31G* level of theory.