Re_2(edt)_4的电子结构和电子吸收光谱的从头算研究

用密度泛函理论中的B3LYP/CEP-4G方法对Re2（edt）4进行了结构优化和自然键轨道计算,并用单电子激发组态相互作用方法（CIS）计算了Re2（edt）4的分子轨道和激发态。结果表明Re-Re之间不存在明显的三重键,进而很好地解释了Re2（edt）4分子的电子吸收光谱。

5-羟基-7,4′-二甲氧基二氢黄酮分子结构的理论计算研究

分别应用HartreeFock从头算方法和B3LYP密度泛函方法从黑沙蒿中分离得到的5羟基7,4′二甲氧基二氢黄酮分子的几何构型进行优化,并采用规范不变原子轨道GIAO法,进行核磁共振化学位移计算,得到其两种构型的结构参数和NMR化学位移值,并对理论计算值与实验值的误差进行了统计分析.由计算结果推测该化合物分子结构中C(2)上的H在β位,即C(2)的绝对构型为S型.

H和CH_3NO_2分子中C,N,O原子作用反应机理的研究

采用DFT(B3LYP)方法,在6-311G**,6-311++G**,cc-pvtz基组水平上,优化了H自由基分别进攻CH3NO2上的C,N,O原子反应的各驻点的几何结构,研究了反应体系中各反应沿极小能量途径反应分子几何构型的变化,根据计算得出的各反应的位垒和反应热力学参数指出了反应位垒对反应的影响.

CH_3NO_2+O[~3P]→CH_2NO_2+OH反应途径和速率常数的研究

采用DFT(B3LYP)从头算法,在6 311G**和cc pvtz基组水平上,优化了CH3NO2+O[3P]→CH2NO2+OH反应的反应物、过渡态和产物的几何结构,结果表明,基组选择对驻点的几何构型影响很小.由B3LYP/cc pvtz计算所得的反应位垒为24.52 kJ/mol,比实验值22.38 kJ/mol大2.14 kJ/mol.沿内禀反应坐标(IRC)的分析指出,C—H键断裂和H—O键生成是以协同方式进行的,且在反应途径上存在一个引导反应进行的振动模式,这一振动模式引导反应进行的区间为S=-0.35~0.85(amu)1/2Bohr;在1 300~2 100 K范围内运用改进的变分过渡态理论(ICVT)计算出的该反应速率常数与实验结果一致.

藏药五脉绿绒蒿碱结构和性质的理论研究

五脉绿绒蒿碱是一种从藏药五脉绿绒蒿中提取并已确认结构的新的生物碱. 采用密度泛函理论(DFT)和从头算(ab initio)方法, 在HF/6-31G*和B3LYP/6-31G*水平下全优化计算了该化合物的分子几何构型和电子结构; 依据Onsager自恰反应场(SCRF)模型考察了五脉绿绒蒿碱在氯仿、丙酮、二甲亚砜及水等溶剂中的溶剂化作用; 基于气相优化结构进行了B3LYP/6-31G*振动分析与红外光谱计算, 进一步按照统计力学原理求得了298～1500 K温度范围内该化合物的热力学性质. 此外, 还讨论了五脉绿绒蒿碱的分子结构与药效的关系.

多环芳烃光解活性的量子化学研究

应用量子化学从头算HF/6-311+G(d)和B3LYP/6-311+G(d)方法计算了16种PAHs的多种量子化学参数,选取六种参数为分子结构的描述符,采用最小二乘法对16种PAHs的光解半衰期进行逐步多元线性回归分析,得到两个PAHs光解半衰期的QSAR模型,模型具有较高的相关系数,可有效地用于预测PAHs的光解半衰期.结果表明,HF方法所得模型优于B3LYP方法所得的模型.所得模型与基于半经验PM3算法的QSAR模型相比较,HF从头算方法所建立的QSAR模型比半经验PM3算法的结果要好.在所考查的诸多参数中,分子最高占有轨道特征值EHOMO,对PAHs光解半衰期起着决定作用.最后,运用所得模型预测了3种PAHs的光解半衰期.

氧原子和甲基自由基反应机理的理论研究

用分子轨道从头算和密度泛函理论 (DFT)中的B3LYP方法以及适中基组 6 - 311+G(2df,2p)对氧原子与甲基CH3反应进行了系统的研究。计算给出了反应通道上各驻点物种的构型参数、振动频率和能量。结果表明 :CH2 OH比CH3O稳定 ,能量约低 2 6 .6 3kJ/mol,且生成氢和甲醛为其最主要反应通道。

2-硝基丙烯热解反应机理和电子密度拓扑研究

采用密度泛函DFT(B3LYP)方法,在6-311G**,6-311++G**以及cc-pvtz基组水平上,计算了2-硝基丙烯在热解反应过程中反应物、过渡态和中间体的几何结构,研究了各反应沿极小能量途径反应分子几何构型的变化,并通过电子密度拓扑分析,讨论了反应过程中化学键断裂、生成的变化规律.结果表明,2-硝基丙烯的热解反应存在2种反应机理,一是甲基上的H原子进攻硝基上的O原子直接生成CH2CCH2和HNO2,反应位垒为199.6 kJ/mol;二是O原子进攻亚甲基C原子首先生成四元环状中间体,位垒为200.3 kJ/mol,环状中间体进一步发生C—C键和N—O断裂生成CH3CNO和CH2O,此反应是一个一步反应,位垒为144.7 kJ/mol,所得环状中间体的分解反应机理与现有的AM1的研究结果不同.

位阻效应对N-(4-脱氢苯基)吡啶离子与氮氧自由基反应的理论计算研究

应用量子化学密度泛函理论(DFT),在B3LYP/cc-pVDZ基组水平上,对N-(4-脱氢苯基)吡啶离子与不同结构的氮氧自由基反应进行了热动力学研究.优化了反应通道上反应物、中间体、过渡态和产物的几何构型并计算出它们的零点振动能(EZPV)和焓值,分析数据研究位阻效应对反应的影响.研究表明3类氮氧自由基均与N-(4-脱氢苯基)吡啶离子自由基反应经过1个无位垒的放热过程生成1个中间体,然后发生自由基的重排,开环的氮氧自由基DTBN相较于闭合的氮氧自由基TMIO和TEMPO化学性质活泼、反应过程复杂.表明反应物本身的位阻效应为此类自由基反应的主要影响因素.

CH_3自由基和H_2反应机理的密度泛函研究

甲烷燃烧过程中由于高活性小分子自由基反应使实验室测定困难,影响了其燃烧机理的研究。本文采用量子化学从头算和密度泛函理论(DFT)对CH3自由基和H2反应机理进行了探索。在B3LYP/6-31G*、6-311G**、6-311++G**和cc-pvtz基组水平上优化了CH3+H2→CH4+H反应过程中各驻点(反应物、中间体、过渡态和产物)的几何构型,并计算出它们的振动频率和零点振动能。各物种的总能量由B3LYP/6-31G*和B3LYP/6-311++G**给出,并对能量进行了零点能校正,同时应用内禀反应坐标(IRC)理论分析了该反应沿极小能量途径(MEP)相互作用分子间化学键的变化、原子自旋密度变化以及沿IRC的分子振动模式变化。研究结果表明,基组选择方式对各驻点几何构型无明显影响;在6-31G*水平上计算出来的位垒为39.61kJ/mol,与实验值39.41kJ/mol相吻合;反应途径上存在一个引导反应进行的j振动模式,该振动区间为-0.57—0.60amu1/2Bohr。