疏水／亲水大孔PDVB／PAEM IPN树脂对香兰素的吸附性能

采用分步悬浮聚合法制备了具有疏水性能的聚二乙烯基苯(polydivinylbenzene,PDVB)为第一网,具有亲水性能的聚丙烯酰乙二胺(polyacrylethylenediamine,PAEM)为第二网的疏水/亲水大孔聚二乙烯基苯/聚丙烯酰乙二胺(PDVB/PAEM)互穿聚合物网络(interpenetrating polymer networks,IPN),研究这类疏水/亲水IPN组成的树脂对吸附质的吸附热力学和吸附动力学;测定了该树脂对香兰素在不同温度下的吸附等温线,吸附等温线符合Freundlich等温吸附方程,利用热力学函数关系计算出了吸附焓、自由能和熵变.实验表明,PDVB/PAEMIPN树脂中疏水性的PDVB网具有疏水作用吸附能力,亲水性的PAEM网具有氢键作用吸附能力.吸附动力学数据符合Lagergren二级速率方程,颗粒内扩散是吸附速率的主要控制步骤,可采用HSDM模型加以描述.

分子形貌半经验方法——快速预测D_(pb)的应用

C-H强弱在理解DNA和RNA的损坏机理中起着非常重要的作用,得到了许多学者们的关注.以3′,5′-二磷酸核酸为模型分子,应用分子形貌半经验理论方法,使用MELD精密从头计算及自编程序快速计算了8种化合物沿着C-H方向上的Dpb.通过分析沿着C-H方向上的Dpb,预测了化合物中C-H键的强弱,并获得了可能发生H-提取反应的活动顺序.通过计算DNA和RNA分子中糖基沿着C-H方向上的Dpb,预测发生H-提取反应难易程度的顺序分别为C1′-H>C2′-H>C4′-H>C5′-H>C3′-H和C1′-H>C4′-H>C5′-H>C3′-H>C2′-H.计算获得的Dpb数值表明,DNA和RNA中发生H-提取的位点都为C1′-H,预测的结果与文献中基本一致,可以为进一步研究相似体系中发生H-提取反应本质提供参考.

杂环化合物的分子形貌的研究

杂环化合物广泛存在于自然界,与生物学有关的重要化合物多数为杂环化合物.使用MP2/6-311++G(3df,3pd)优化呋喃、噁唑和异噁唑的几何结构,并计算了分子处于电子基态的第一电离能.使用MELD精密从头计算程序中的SDCI/3-21+G*,并结合我们自编的分子形貌程序,研究了这些分子中1个电子所受到的作用势,探讨了化学键区域内的作用势的势垒Dpb大小与化学键强弱的关系,得出Dpb是可以用来表征化学键强弱的1个物理量.同时,描绘出了这些杂环化合物的分子形貌,探讨了杂环化合物中的杂原子对五元环上电子共轭效应的影响.

应用分子形貌理论研究类SN2反应

应用分子形貌理论,研究了类SN2反应过程中的沿着IRC路径上固定点的分子形貌的特征,计算给出了形状和电子密度特征参数以及各键的Dpb值.应用Matlab程序绘制了分子特征边界轮廓上的电子密度分布的三维图像,即分子形貌像,给出了这类反应的动态变化过程.

M(H_2O)_(1～4)(M=Li^+,Na^+,Be^(2+)和Mg^(2+))的分子形貌理论研究

金属离子与水分子的相互作用机理,对理解含金属离子生物分子的结构和功能具有指导意义.以M(H_2O)_(1~4)(M=Li^+,Na+,Be^(2+)和Mg^(2+))为模型分子,基于分子中单电子受到的作用势,绘制了各个体系的分子形貌.结果表明:在内禀特征轮廓上,电子密度最大值出现在氧原子附近,而最小值出现在金属离子附近.计算了各个体系金属离子和氧原子之间,化学键键心处的PAEM值以及电子密度临界点的电子密度.为了分析水分子与金属离子结合的强弱程度,计算了各体系的连续结合能.结果显示,键心处PAEM值和连续结合能具有线性关系.对讨论金属离子与其他分子之间的相互作用,有参考价值.

碱基分子中单电子作用势判断化学键强弱的研究

碱基是遗传物质DNA和RNA的基本结构单元,与基因突变、癌症及遗传疾病许多健康问题息息相关.使用MELD精密从头计算及自编程序,计算了常见碱基分子腺嘌呤、鸟嘌呤、胸腺嘧啶、胞嘧啶和尿嘧啶中沿各化学键方向上的单电子作用势,并根据单电子作用势势垒——Dpb对各化学键的强弱进行了比较.结果表明,N—H键的Dpb值明显高于C—H键的Dpb值,且胸腺嘧啶分子的C7—H键的Dpb相对于其他分子的C—H键明显偏低.由于Dpb可以用来表征化学键的强弱,因此,碱基分子中N—H键要强于C—H键,且胸腺嘧啶中的C7—H键最弱,在DNA中易被自由基或其他基团进攻,该结论与实验结果一致,为进一步探讨碱基分子的相关性质奠定了基础.

化学反应过程中分子中1个电子所受到的作用势与力常数的理论研究

通过典型的双分子亲核取代和烯烃亲电加成反应,讨论了反应过程中,化学键伸缩振动力常数和分子中1个电子所受到的作用势(D_(pb))之间的关联.研究表明分子中1个电子所受到的作用势能够很好地描述反应中键形成和断裂时的化学键强度.

用分子形貌理论探讨杂环化合物的键长、极化率和芳香性

本文使用MELD精密从头计算中的CISD/3-21+G(d,p)方法,计算杂环化合物的单电子所受到的作用势(PAEM)和分子形貌(MF),探讨这些分子的化学键的单电子势垒(Dpb)与各自相应的化学键键长的关系,得出化学键的单电子势垒可以用来表征化学键的强弱;探讨这些分子的杂环内的单电子势垒(Dpr)与分子极化率的关系,可知该势垒可以描述分子的变形性;绘出杂环化合物的分子形貌,计算垂直于分子平面方向上的边界轮廓界面的电子密度,探讨该分子界面电子密度的均匀度与杂环化合物芳香性的关系,进而为杂环芳香化合物的芳香性提出一个定量的标度.

New Investigation of Potential Acting on an Electron in a Molecule to Draw Molecular Faces

A new approach to calculate the potential acting on an electron in a molecule（PAEM） has been established for drawing the molecular face（MF） of a macromolecule, according to the classic point charge model and the atom-bond electronegativity equalization method（ABEEMσπ） for one electron in a molecule. We introduced a dy- namic charge distribution from the view of a local electron movement in a molecule based on the new approach, and as further direct evidence, we calculated some physical quantities using the original ab initio method and the new method to verify the accuracy of the method, such as the boundary distance（BD）, molecular face surface area（MFSA） and molecular reactivities indicated by the MFs for a variety of organic molecules. All the results by the new method are in agreement with the results by ab initio method.