一种新型水溶性咪唑啉酰胺缓蚀剂的合成及量子化学分析

先用壬酸将四乙烯五胺的端基酰胺化,然后引入冰乙酸将部分氨基酰胺化,再进行环化脱水,制得水溶性咪唑啉酰胺缓蚀剂。采用气液相色谱、红外光谱、核磁共振、质谱等对产物进行表征;并通过量子化学计算对其缓蚀机理进行研究。结果表明:合成水溶性咪唑啉酰胺的适宜工艺路线条件是,反应原料物质的量比n(四乙烯五胺)∶n(壬酸)∶n(冰醋酸)=1∶1∶4.5;酰胺化反应温度135~140℃,反应时间4h;闭环反应温度230~240℃,闭环反应时间4h,转化率达99%以上。多种表征手段分析确定了合成产物的分子结构和含量;量子化学计算表明该缓蚀剂分子的活性区域主要分布在咪唑啉环和亲水支链上,且随着亲水基团链长变长,缓蚀性能提高。     

正己烷裂解反应自由基模型的理论研究

采用量子化学法研究了模型化合物正己烷裂解过程,并计算其动力学参数。依据自由基理论,建立由216个基元反应组成的正己烷裂解反应自由基模型,用CBS-QB3法计算链引发和终止反应动力学参数,用MPW1B95/6-311+G(2d,2p)法计算链增长反应动力学参数。根据动力学参数计算结果,忽略相对不重要的反应,将模型简化为160个基元反应。模拟计算表明,在相同的裂解条件下,简化模型模拟结果与完整模型模拟结果一致,各组分相差不大于0.1%wt;建立的动力学模型对主要产物收率预测较好,与实验值相差小于0.7%wt,可正确地预测正己烷裂解产物的组成和各组分含量沿反应管长度的分布,为进一步研究复杂的烃裂解过程提供了基础。     

使用MATLAB绘制原子轨道和电子云图形

绘制原子轨道和电子云图形是量子化学、结构化学研究和教学的重要内容。以氢原子为例，以MATLAB为程序开发语言，设计了一种精确、快速、简便地绘制原子轨道和电子云图形的应用程序。介绍了该程序设计的过程，给出了源程序和运行结果示例，并讨论了MATLAB的三维球坐标图形、四维图形的绘制技术。研究结果表明MATLAB是解决结构化学数值计算和数据可视化问题的一种非常有效的工具。     

量子化学计算苄嘧磺隆的晶体结构

制备苄嘧磺隆的单晶并用X射线衍射测定晶体结构。苄嘧磺隆晶体属于单斜晶系,C2/c空间群。晶胞参数为:a=33.831(7),b=6.902 0(14),c=16.021(3),α=90.00(3)。,β=104.48(3)。,γ=90.00(3)°,V=3 622.1(13)~3。晶体分子内通过N-H…N氢键和C-H…0氢键形成2个六元环,使分子结构较稳定。苯环平面和嘧啶环平面之间的夹角为50.00(15)°。晶体以1中心对称二聚体为基本重复单元。2个分子间以N-H…O氢键和C-H…O氢键连接。晶体由这些二聚体以范德华作用力堆积而成。使用Gaussian 03程序,用B3LYP/6-31G(d,p)法计算分子的优化结构、电荷分布、稳定性、前沿轨道布居分析和3D示意图。算得分子的键长键角数据和X射线衍射的晶体结构数据基本相符。键长和键角的计算值与X射线衍射数据之差证实晶体中分子间的氢键。     

氨基甲叉羧酸化合物和氨基甲叉膦酸化合物阻垢缓蚀剂的量子化学研究

运用密度泛函(DFT)理论,B3LYP/6-31G*水平,系统研究氨基甲叉羧酸化合物和氨基甲叉膦酸化合物的分子结构与阻垢缓蚀性能之间的构效关系.结果表明分子中对缓蚀阻垢性能影响较大的是羧基和膦酸基上的氧原子,其电荷对阻垢效果的贡献很大,相关系数达到0.989,其亲核Fukui指数对缓蚀效果有很大的影响,相关系数达到0.927,缓蚀性能与轨道能量关系一般,相关系数达到0.740,分子中氮原子的电荷和亲核Fukui指数对缓蚀阻垢性能都有影响,说明此类化合物缓蚀作用主要是功能基团上的氧原子提供电子给金属形成п键,阻垢作用主要是功能基团上的氧原子与方解石的钙原子形成离子键.     

咪唑啉酮类化合物的量子化学研究

采用ＰＭ３方法对灭草烟分子的４种构象进行了量子化学计算,进一步了模板分子构象的正确性;计算了１９种５－取代咪唑啉酮化合物的原子净电荷,前线分子轨道能级分布,讨论了它们可能的活性部位,为咪唑啉酮类除草的合理设计提供了良好的理论基础。     

二磺酰胺类内皮素受体拮抗剂的构效关系研究

应用量子化学方法计算了34个二磺酰胺类化合物的结构参数,并用BP神经网络对34个二磺酰胺类化合物的结构参数与ETs受体拮抗活性进行了定量构效关系分析,获得了一个预测能力较好的QSAR神经网络模型。研究表明：二磺酰胺类化合物与ETs受体之间存在直接的电荷迁移作用,电子结构、疏水性是影响其活性的主要因素。本文建立的二磺酰胺类化合物分子结构与ETs受体拮抗活性之间的定量构效关系,为设计合成新的此类内皮素受体拮抗剂提供了参考。     

黄酮类化合物抗肿瘤活性的构效关系研究

应用分子力学MM 和半经验量子化学AM1法对18种黄酮类化合物进行了几何优化,并计算了各化合物的电子结构,根据其电子结构,结合它们在体外抑制60-Cellline人体肿瘤细胞的活性数据(IC50)进行讨论,得出了黄酮类化合物抗肿瘤活性的定量构效关系。结果表明：B环和C环对黄酮类化合物抗肿瘤活性影响大;且B环负电性越高,活性越强,而C环正电性越高,活性越强。     

基于量化参数的脂肪醇沸点QSPR研究

应用HyperChem7．0计算与脂肪醇沸点相关的结构参数对119种脂肪醇的沸点做定量结构性质关系(QSPR)研究。在逐步回归算法筛选出影响脂肪醇沸点的分子偶极矩μ、分子最高占有轨道能EHOMO、分子最低空轨道能ELUMO、分子范德华表面积Sg、摩尔折射率Rm、极化率α、分子质量M和疏水参数logP 8个主要结构参数的基础上,采用ε-支持向量机、多元线性回归,以及径向基函数神经网络算法,通过留一法交叉验证建立脂肪醇沸点的QSPR预测模型,3种模型中ε-支持向量机、多元线性回归和径向基函数神经网络模型留一法预测结果的相关系数R分别为0．993、0．988、0．987,标准偏差s则分别为4．774、6．501、6．724,表明ε-支持向量机模型具有最好的预测效果。