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.     

烷基和芳基中位取代corrole及其铜配合物的π-π堆积效应研究

本文设计了基于5,10,15-三(五氟苯基)corrole分子中改变中位五氟苯基为丙基的一系列烷基和芳基中位取代的corrole(1α-4a)及其铜配合物(1b-4b).用密度泛函方法(RB3LYP)在6-31G~*基础水平上进行单体的几何优化,并对其静电势能和电荷分布进行了分析.用RHF/STO-3G方法对平行三明治,反平行三明治,平行错位和平行斜错位4种几何构型的二聚集体进行单点能计算,结果显示:在这几种π-π堆积构型中反平行三明治式结构是最好的堆积方式.更好的π-π堆积几何结构可以通过RHF/STO-3G方法对反平行堆积构型进行几何优化得到。自由corrole 3a和4a二聚体没有堆积作用,而其它的2个自由corrole和铜配合物二聚体则均表现出一定的π-π堆积作用。其中二聚体(1a)_2,(2a)_2,(3b)_2和(4b)_2的π-π堆积作用能在-4.47～-12.69 kJ/mol之间,而(1b)_2和(2b)_2的堆积作用能则分别增至-52.34 kJ/mol和-80.70 kJ/mol.(1b)_2和(2b)_2表现出显著的强π-π堆积作用,主要是因为其周边五氟苯基中的氟原子与中心金属铜之间存...     

4-X-N-Y-6-氮杂雄-4-烯-3-酮衍生物对3BHSD的抑制活性与结构关系研究

应用分子力学方法MM 和半经验量子化学AM1法得到了17种4-X-N-Y-6-氮杂雄-4-烯-3-酮衍生物的优势构象,再利用量子化学算法和分子图形学技术获得电子结构参数和几何结构参数,采用多元线性回归分析和人工神经网络误差反传算法(BP),将这些参数和4-X-N-Y-6-氮杂雄-4-烯-3-酮衍生物对3β-羟类固醇脱氢酶(3BHSD)的抑制活性相关联。结果表明,4-X-N-Y-6-氮杂雄-4-烯-3-酮衍生物对3BHSD的抑制活性大小和分子范德华体积(V)、分子最高占用轨道能(EHOMO)及9号碳原子的净电荷(Q)的相关性较好,成功地建立了17种4-X-N-Y-6-氮杂雄-4-烯-3-酮衍生物的构效关系式。HOMO轨道组成分析表明,A环上的4号、5号碳原子和羰基氧原子(O18)及B环上的7号、8号碳原子和6号氮原子可能是与受体作用时的活性位点。     

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.     

微波固相合成二正丁基锡2-萘甲酸酯配合物{[n-Bu2Sn(O2CC10H9)]2O}2及其结构与性质研究

二正丁基氧化锡和2-萘甲酸按物质的量比1∶1,通过微波固相合成法合成了二正丁基锡2-萘甲酸酯配合物{[n-Bu2Sn(O2CC10H9)]2O｝2.经X-射线衍射方法测定了其晶体结构,配合物属三斜晶系,空间群为π,晶体学参数a=1.19564(7)nm,b=1.26634(7)nm,c=1.42679(9)nm,α=7...     

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.     

4-X-N-Y-6-氮杂雄-17-羰基-Z-4-烯-3-酮衍生物对3BHSD的抑制活性与结构关系的研究

应用分子力学方法MM,和半经验量子化学AM1法,获得22种4-X-N-Y-6-氮杂雄-17-羰基-Z-4-烯-3-酮衍生物的优势构象,再利用量子化学算法和分子图形学技术,获得电子结构参数和几何结构参数,采用多元线性回归分析和人工神经网络误差反传算法(BP),将这些参数和衍生物对3β-羟类固醇脱氢酶(3BHSD)的抑制活性相关联。结果表明,衍生物对3BHSD的抑制活性大小和分子最高占用轨道能(E_(HOMO))、16号碳原子的净电荷(Q)及5号碳原子和6号氮原子间键长的相关性较好,成功地建立了22种衍生物的构效关系式。HOMO轨道组成分析表明,A环上的4号、5号碳原子和羰基氧原子(O_(1(?)))及B环上的6号氮原子和7号碳原子可能是与受体作用时的活性位点。     

氨基酸席夫碱及其Co(Ⅱ)配合物的合成与量化计算

合成1-苯基-3-甲基-4-对氯苯甲酰基-5-吡唑啉酮(简称PM4ClBP)缩L-缬氨酸甲酯席夫碱及其Co(Ⅱ)配合物之后,再用Gaussian03程序量化计算2种化合物。结果表明,配合物的前线分子轨道能量差△E比配体的能量差稍小,配合物的活性稍强于配体。Co~(2+)对最低空轨道的贡献很大,接受电子的能力很强,使配合物的抑菌活性强于配体,氯原子存在与否对化合物的活性影响不大。参与配位的N、O原子的电子具有很强的接受和转移电子的能力,在配合物中Co(Ⅱ)是活性中心。     

中位-四[二-(3,4-羧甲氧基)苯基]卟啉及其结合Re=O的初步研究

用密度泛函理论的B3LYP法,将中位-四[二-(3,4-羧甲氧基)苯基]卟啉及结合Re=O分子的几何构型优化,初步理论研究其前沿轨道和能量等。证明,与单独的卟吩环相比,T_(3,4)CPP的卟吩环平面性良好,环上的结构参数变化很小;Re=O与T_(3,4)CPP卟吩环的结合能明显大于与T_(3,4)CPP侧链羧基的结合能,且前者所形成配合物的稳定性显然高于后者,说明T_(3,4)CPP与~(188)Re=O结合的位点应在卟吩环上,而不在侧链羧基上。T_(3,4)CPP卟吩环结合Re=O而形成配合物的结构参数,与Vicente等Zn-卟啉衍生物的测定值相近。在卟吩环上配位时,T_(3,4)CPP卟吩环上的电荷重新分布,卟吩环碳原子的电子向4个氮原子转移:配位后,卟吩环的几何构型略收缩(0.14 A-0.19 A)和马鞍形扭转(5.7°)。     

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.     

2,4-戊二酮缩甘氨酸席夫碱及其配合物的抑菌活性和量化计算

采用文献方法合成了2，4－戊二酮缩甘氨酸席夫碱及其过渡金属配合物，进行了结构表征，利用单片纸碟法测定了它们对革兰氏阴性菌和阳性菌的抑制活性；利用MOPAC软件中的PM3程序对2，4－戊二酮、甘氨酸和2，4－戊二酮缩甘氨酸席夫碱进行了量化计算，量化计算结果与抑菌活性测定结果基本相符。     

H…Cl(O),π…π作用的三维配合物[Cu(phen)2Cl(ClO4)]n的结构和量子化学研究

通过Cu(ClO4)2和phen(phen=1,10-邻啡罗啉)合成配合物[Cu(phen)2Cl(ClO4)]n,并表征其结构,晶体结构为单斜晶系,空间群为P21／c,晶体学参数:a=1．2666(2)nm,b=1．1219(2)nm,c=1．7225(2)nm,β=111．462(8)°,V=2．2779 (6)nm3,wR=0．071。在晶体中两个邻啡罗啉氮与中心铜离子配位形成2个五元环,4个氮和氯原子与中心铜形成变形四面锥,配合物之间邻近邻啡罗啉的芳环通过π…π作用形成一维结构,通过Cl…H和O…H“氢键”作用形成三维结构,邻近邻啡罗啉的芳环相互平衡组成π…π作用形成一维结构。量子化学(HF／LanL2DZ)计算表明,在配合物中HOMO电子(由铜原子的d轨道、氯和氮的p轨道)向LUMO和LUMO-1(碳原子的p轨道)转移。     

5-甲氧基-2-环丙胺基嘧啶的合成研究

研究了一种以2,4-二氯-5-甲氧基嘧啶、环丙胺为起始原料,经脱氯、钯催化交叉偶联二步反应合成新型有机医药中间体5-甲氧基-2-环丙胺基嘧啶的工艺,总收率约为63%。分析探讨了反应机理和影响因素,产品结构经~1H NMR、MS表征确认。     

1-(4-硝基苯基)-3-(5,6-二甲基-1,2,4三氮唑)-三氮烯质子迁移的理论研究

采用密度泛函B3LYP在6-31G*基组下,对有机显色剂1-(4-硝基苯基)-3-(5,6-二甲基-1,2,4三氮唑)-三氮烯(NPDMTT)的各种可能结构进行质子迁移的3种可能途径:(a)分子内质子迁移,(b)水助质子迁移,(c)甲醇助质子转移的计算,得到了各种途径异构体的相对能,获得了它们的互变异构过程的活化能、活化吉布斯自由能和质子转移反应的速率常数等性质。计算结果表明,分子内质子转移形成的各种异构体相对能量较大,当水分子或甲醇分子参与反应时,异构体的相对能量明显减小,但无论是孤立分子、一水合物还是一甲醇合物,其最稳定的异构体都相同,均为A2。溶剂化效应对异构化能垒的影响较大。最稳定的异构体分子内质子转移在N11和N13间转移的速控步骤的活化能为130.9 kJ.mol-1,反应速度常数为2.172×10-11s-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,其中异构体质子在N11和N13间转移的速控步骤的活化能为22.55 kJ.mol-1,反应速度常数为3.617×107s-1;当醇分子参与反应以双质子转移机理异构时,活化能减小得更多,其中异构体质子在N11和N13间转移的速控步骤的活化能为2.384 kJ.mol-1,反应速度常数为9.032×1011s-1。计算结果还表明,氢键作用在增大NPDMTT一水合物和NPDMTT一甲醇合物相对稳定性、降低质子转移异构化反应活化能等方面起着重要作用。     

有机锡配合物{[n-Bu_2Sn(O_2CC_5H_3NCl)]_2O}_2的合成、结构及量子化学研究

二正丁基氧化锡和2-氯-3-吡啶甲酸反应,合成2-氯-3-吡啶甲酸二正丁基锡配合物{[n-Bu2Sn(O2CC5H3NCl]2O}2.经X-射线衍射法测定了晶体结构.晶体属三斜晶系,空间群P-1,晶体学参数a=1.17841(9)nm,b=1.20811(9)nm,c=2.7460(2)nm,α=80.5330(10)°,β=84.1140(10)°,γ=64.2450(10)°,Z=2,V=3.4709(5)nm3,Dc=1.521 mg·m-3,μ(MoKa)=1 628 mm-1,F(000)=1592,R1=0.0430,wR2=0.1005.化合物是以Sn2O2构成的平面四元环为中心环的二聚体结构,锡原子均为五配位的畸变三角双锥形.用量子化学从头计算其结构,探讨配合物的稳定性、分子轨道能量以及一些前沿分子轨道的组成特征.     

合成N-杂环硅烯二氯前体{(C6H3-2,6-iPr2)NCH}2SiCl2(iPr=异丙基)的理论和实验研究

采用密度泛函B3LYP/6-31G*法,研究合成五元环二氯前体的起始物二亚胺(RNCH)2[1a R=C6H3-2,6-iPr2(iPr=isopropyl);1b R=tBu(tBu=tert-butyl)]及关键中间体二锂衍生物2的几何构型、能量和电荷分布.表明二亚胺中,N原子上取代基团的立体结构及N原子周围的电子环境,对二亚胺1的性质的影响很强,二亚胺1a比1b稳定,要求锂试剂应具有更好的反应活性才能反应生成二锂衍生物2;二亚胺1a的电荷分布表明,锂试剂应拥有比金属锂更强的亲电子能力,才有利于二亚胺形成二锂衍生物.基于理论上的预测,在温和的条件下合成了N-杂环硅烯所需的二氯前体(RNCH)2[1a R=C6H3-2,6-iPr2(iPr=isopropyl);1bR=tBu(tBu=tert-butyl)]并得到了很好的产率.     

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.     

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。     

2-(4-甲氧基苯基)亚肼基乙酸与乙醛酸反应密度泛函理论研究

本文应用量子化学密度泛函理论(DFT)研究了2-(4-甲氧基苯基)亚肼基乙酸与乙醛酸的反应机理及动力学行为,并研究了不同取代基对反应的影响.在RB3LYP/6-31G*水平上,优化了各反应通道的反应物、中间体、过渡态及产物的几何构型,计算了各驻点的振动频率、零点能和电荷分布.计算结果表明,该反应有2条反应通道,分别生成(2Z)和(2E)-3(4-甲氧基苯基二氮烯基)丙烯酸.产物发生了键长的平均化和电荷的重新分布.两反应通道具有相同的反应入口,Z式产物为主要产物,2-(4-甲氧基苯基)亚肼基乙酸中苯环对位被给电子基团取代,有利于反应进行.     

苯并[1,2-b:4,5-b']二噻吩的共轭聚合物光伏材料的能隙的理论研究

共轭聚合物材料的吸收谱带和能隙是影响太阳能电池(PSCs)能景转换效率(PCE)的主要因素,为了预测吸收谱带和能隙提高新型共轭聚合物的光伏性能,用量子化学方法计算了具有不同共轭单体的苯并[1,2-b:4,5-b']二噻吩(BDT)的吸收光谱和能隙.基态分子结构优化用密度泛函理论(DFT)B3LYP方法及6-31G(d)基组,吸收光谱和最低激发能(Eg)用含时密度泛函理论(TD-DFT)计算.聚合物的△H-L和Eg值用外推法计算,而且提出了相关参数用以调控共轭聚合物能隙和吸收谱带.计算结果与实验结果相符.