盐酸安非他酮多晶型分子间相互作用分析研究

以多晶型药物盐酸安非他酮为模型药物,探讨晶体结构和分子间相互作用对稳定性影响。对四种晶型从分子构象、分子间氢键等进行了详细比较;利用CrystalExplorer软件中Hirshfeld表面和能量框架模块,从理论上系统地分析了四种晶型中分子间作用方式和作用能的大小。结果显示室温下最稳定的晶型KUMCAX01具有更稳定的分子构象,更高的堆积指数,Cl…H、O…H等较强分子间作用力贡献比例更大,与周围离子总相互作用能更高,为深刻理解多晶型药物晶体构造差异对稳定性的影响提供一定理论依据。

分子间相互作用理论研究——量子化学课题组

分子间相互作用(Molecular Interaction)通常也指非共价相互作用,是基团或分子间除去共价键、离子键及金属键等以外一切相互作用力的总称,如氢键、卤键、π…π堆积、σ…π、σ…hole、π…hole、色散作用等,是超分子理论的基础,分子依靠分子间相互作用结合在一起,组装成复杂的、有组织的聚集体。

呋喃-乙酸分子间相互作用的量子化学研究

用密度泛函理论B3LYP方法选取6-311++G(d,p)基组对呋喃-乙酸复合物进行了量子化学计算研究,通过在相同水平下的频率振动分析发现了该势能面上6个极小值点,其最稳定构型对应一强O…H—O型氢键,其结合能在消除基组重叠误差后为-20.87kJ?mol-1.通过自然键轨道(NBO)分析,研究了电荷转移及轨道相互作用.通过自洽反应场(SCRF)理论中的Onsager溶剂模型在介电常数分别为1.0,2.247,4.9,7.58,10.36,20.7,32.63,38.2,46.7,78.39的不同溶剂环境下重新优化呋喃与乙酸势能面上最稳定构型A,研究了溶剂对呋喃-乙酸复合物几何构型、电荷分布、偶极矩以及结合能的影响.发现溶剂化作用增大了呋喃与乙酸分子间的结合能,导致O…H距离减小,H—O振动频率红移.当溶液介电常数在1.0～32.63范围时,溶剂效应十分显著,当介电常数大于32.63后,溶剂化作用几乎达到了极限.

3-硝基-1,2,4-三唑-5-酮与NH_3及H_2O分子间相互作用的理论研究

在DFT-B3LYP/6-311++G**水平上,求得3-硝基-1,2,4-三唑-5-酮(NTO)/NH3和NTO/H2O两种超分子体系势能面上5种全优化构型.经基组叠加误差(BSSE)和零点能(ZPE)校正,求得NTO与NH3和H2O的分子间最大相互作用能依次为-37.58和-30.14kJ/mol,表明NTO与NH3的分子间相互作用强于与H2O的作用.超分子体系中电子均由NH3或H2O向NTO转移,相互作用能主要由强氢键所贡献,由自然键轨道分析揭示了相互作用的本质.对优化构型进行振动分析,并基于统计热力学求得200.0～800.0K温度范围从单体形成超分子的热力学性质变化.发现由NTO和NH3形成超分子II和III在常温下可自发进行;而NTO和H2O只在低温下才能自发形成IV,V和VI超分子.

表面活性剂分子间弱相互作用的直接能量表征——高灵敏等温滴定量热法

分子间弱相互作用热力学研究的直接实验方法就是利用量热手段测定相互作用的能量参数.本文对TAM Ⅲ-ITC纳焦级量热计进行了电标定实验和标准反应热测量,结果显示本量热计的精密度为±0.09%;量热用基准物质三羟甲基氨基甲烷(Tris)与盐酸的反应热((-47.48±0.12)kJ·mol-1)与文献值一致.采用此量热计,对典型的头-尾链型阳离子表面活性剂十二烷基三甲基溴化铵(DTAB)测量得到了与文献报导值很好吻合的临界胶束浓度(cmc)和胶束化焓,而且对具有亲水-疏水面式刚性结构的生物表面活性剂胆酸钠(NaC)也获得了可靠的结果.进一步地,对于相反电荷的混合表面活性剂体系(DTAB/NaC),分别研究了在富NaC区和富DTAB区体系混合胶束的形成.结果说明DTAB/NaC混合表面活性剂体系在富NaC区有较强的协同效应,而在富DTAB区的协同效应较弱.本文结合电导率测定结果,对DTAB/NaC混合体系在水溶液中的分子自组装热力学行为进行了有价值的讨论.

NTO二聚体分子间相互作用的理论研究

在DFT-B3LYP/6-311++G**水平上求得NTO二聚体势能面上六种优化构型和电子结构.经基组叠加误差(BSSE)和零点能(ZPE)校正,求得分子间最大相互作用能为-53.66kJ/mol.二子体系间的电荷转移很少.由自然键轨道分析揭示了相互作用的本质.对优化构型进行振动分析,并基于统计热力学求得200.0～800.0K温度范围从单体形成二聚体的热力学性质变化.发现二聚主要由强氢键所贡献,但结合能大小并不为氢键所完全决定.二聚过程在较低温度或常温下能自发进行.

Ne-CH_4分子间相互作用势的局域密度近似计算(英文)

利用基于密度泛函理论框架下的局域密度近似方法对Ne-CH4分子间的相互作用势进行了计算。发现:当Ne原子和CH4分子之间的距离约为5.8a.u.时,计算的势能曲线存在最小值,对应的势阱深度约为0.053eV。计算结果与实验值符合较好。

氯化聚丙烯/聚氨酯共混物的分子间相互作用及热性能

用 FT- IR、DSC及 TG研究了氯化聚丙烯 (CPP) /聚氨酯 (PU)二元共混物的相容性。结果表明 ,共混物中 PU分子的 C=O键伸缩振动吸收峰红移 ,说明 PU分子的 C=O与 CPP分子间存在相互作用 ,其作用形式主要为 C=O键与 CPP分子中 C- Cl键的偶极 -偶极相互作用或 C=O与 CPP中 α氢的氢键作用。这种相互作用是 CPP与 PU相容的分子基础 ,使共混物两组分之间具有好的相容性 ,DSC和TG分析结果均证明了此点。此外 ,加入 PU可以显著提高

羟基二酰亚胺二聚体分子间相互作用的量子化学研究

采用从头算MP2方法在 6 311++G 基组水平上讨论了CP梯度校正对两种羟基二酰亚胺异构体所组成的二聚体的相互作用能和几何结构的影响 ,并利用分子中的原子理论 (Atomsinmolecules ,AIM)计算了五个拓扑参数 :键临界点的电荷密度、电荷密度的Laplacian值、氢键中氢原子的体积、氢原子集居数、氢原子能量来表征氢键的形成 .最后在所研究的多种构型氢键体系中还讨论了二聚体的相互作用能与氢键临界点的电荷密度、质子供体X—H键长的线性相关性问题 .结果表明这种线性相关性的存在有范围限制 。

三乙二醇二硝酸酯与高分子黏结剂在混合体系中的分子间相互作用

用分子轨道(MO)方法在PM3水平上研究三乙二醇二硝酸酯(TEGDN)分别与环氧乙烷/四氢呋喃共聚醚(PET)、聚乙二醇(PEG)、端羟基聚丁二烯(HTPB)、缩水甘油叠氮基聚醚(GAP)、3-叠氮甲基-3-甲基环氧丁烷聚合物(AMMO)和3,3-双(叠氮甲基)环氧丁烷聚合物(BAMO)6种高分子黏结剂所形成的混合体系模型物,求得稳定几何构型。经色散能校正计算,近似求得其相互作用能(ΔE)。整体上讲,AMMO和BAMO与TEGDN的相互作用能大于其他4种高分子黏结剂。其结果为TEGDN与高分子黏结剂之间的相容性研究提供基础数据和理论指导。

脯氨酸-水二聚体分子间相互作用的理论研究

在B3LYP/6-311+G(d,p)水平下优化得到了脯氨酸-水二聚体势能面上的4种低能优化构型。利用MP2/6-311+G(d,p)方法计算脯氨酸-水二聚物平衡结构的偶极矩,原子电荷布居和分子间相互作用能。经BSSE校正后的相互作用能依次增强的顺序为Ⅳ<Ⅱ<Ⅰ<Ⅲ,最稳定结构Ⅲ的相互作用能为-33.74 KJ/mol。

水二聚体分子间相互作用势(英文)

利用超分子二阶到四阶多体微扰理论和扩展的相关一致基组(aug-cc-pVTZ)结合有效的中点键函数(3s3p2d1f1g)计算水二聚物的平衡结构和分子间相互作用势,并用平衡方法修正基组重叠误差.在MP2/aug-cc-pVTZ理论级别优化水二聚物几何构型.与正常优化的结果相比,平衡修正优化得到的RO-O和α值分别轻微的增加0.002 nm和0.19°,同时,θ值减小0.013°.在MP2水平利用扩展的相关一致基组结合有效键函数,预言了RO-O和ΔECP值分别为0.0923 nm和-4.86 kcal/mol,计算结果与实验值符合得很好.用exp-4.2势函数拟合分子间相互作用能的离散点,拟合结果与从头算计算的结果一致.

一维C_(36)聚合物的C_(36)分子间的电-声相互作用

在用半经验自洽场晶体轨道方法计算能带结构的基础上，并在平均场近似和形变势理论框架下，研究了四种一维线性 C36聚合物模型的 C36分子间电-声耦合常数及其对超导相变和金属-绝缘体相变的影响 .计算结果表明，一维线性 C36聚合物的 C36分子间电-声耦合常数极小，对超导相变和金属-绝缘体相变的影响可以完全忽略 .

利用荧光寿命变化定量分子内和分子间相互作用的方法

荧光寿命是指荧光分子在回到基态前在激发态停留的平均时间.本文发展了基于荧光寿命测量来定量分子内和分子间相互作用的方法:通过G碱基猝灭对于荧光寿命的影响定量DNA二级结构的形成;通过荧光共振能量传递(FRET)中荧光寿命的变化来定量分子间的相互作用.第一种方法巧妙利用了G碱基会猝灭临近的染料分子的性质,结合荧光寿命的变化,可以判断DNA二级结构的形成以及形成的比率.FRET是用于研究生物分子相互作用的一个重要手段.传统的FRET方法主要是基于强度的变化,但这种变化容易受到荧光表达水平变动、样品中分子扩散以及荧光串色的影响,因此经常存在着实验比较复杂和重复性差的问题.而基于荧光寿命的FRET研究则可以很好地克服上述缺点.通过检测供体荧光寿命的变化,我们能够方便快捷地判断是否发生FRET,并通过建立系统的数据分析方法,得到FRET的效率以及分子之间相互作用的信息.

推荐一个化学生物学教学实验——电喷雾质谱研究磷酰基对丙氨酸与溶菌酶分子间相互作用的影响

介绍一个利用电喷雾质谱研究生物大分子与化学小分子相互作用的实验方法。讨论了该实验在化学生物学专业本科生教学工作中的实践效果。

马来二睛基二硫烯过渡金属配合物分子间的弱相互作用

制备并用元素分析、红外光谱表征了两种马来二睛基二硫烯过渡金属配合物。通过测定配合物的单晶结构 ,研究了两种配合物中阳离子间的 π… π或 N O2 … π相互作用。

卤代苯/丙酮溶液分子间的弱相互作用

研究卤代苯(C_(6)F_(5)X(X=F,Cl,Br,I))/丙酮(CH_(3)COCH_(3))组成的二元混合溶液分子间的弱相互作用.测量不同摩尔浓度下C_(6)F_(5)X(X=F,Cl,Br,I)/CH_(3)COCH_(3)溶液CO伸缩振动的拉曼光谱.研究结果表明:相对于纯CH_(3)COCH_(3),C_(6)F_(5)X(X=F,Cl,Br)/CH_(3)COCH_(3)二元混合溶液中CO伸缩振动频率发生蓝移,且随C_(6)F_(5)X(X=F,Cl,Br)摩尔浓度增大而增大;当X=I时,情形与X=F,Cl,Br不同,C_(6)F_(5)I/CH_(3)COCH_(3)二元混合溶液中CO伸缩振动频率随C_(6)F_(5)I摩尔浓度的增大而出现红移,且红移量随C_(6)F_(5)I摩尔浓度增大而增大.尽管理论上C_(6)F_(5)X(X=F,Cl,Br,I)/CH_(3)COCH_(3)二元混合溶液中既存在孤对电子-π(LP…π)相互作用,又存在C—X…O相互作用(F除外),但是实验溶液状态下,LP…π相互作用不能被检测出来(因为LP…π相互作用非常微弱),仅能检测出C—X…O相互作用.

H_2O-H_2O分子相互作用势能面的从头算(英文)

我们阐述了基于从头算的H2O-H2O四维分子间势能面(IPS).利用超分子方法MP3理论基准面,计算6305个能量点,用完全均衡校正法消除基组重叠误差.势能曲线特征如井深、势能最小值的位置也做了详细研究,对变化位置的震动频率也做了全面分析.

精确计算TATB分子间相互作用能并重新认识其作用本质

TATB炸药的钝感性质与其分子间强烈的相互作用密切相关,目前尚难以用实验方法直接准确地测定其分子间相互作用能.已发表的理论研究工作受当时计算方法和条件限制,计算结果误差较大、充满矛盾.本文用B3PW91-D3BJ/def2-TZVPP方法优化了TATB二聚体可能存在的六种构型的几何结构并作振动频率分析,发现仅有三种稳定构型,即氢键构型A,堆叠构型B和C,用MP2/def2-TZVPP方法重新优化了这三种构型的几何结构参数,并用于CCSD(T)/CBS方法计算,得到分子间相互作用能分别为A:-6.20,B:-15.45,C:-15.65 kcal/mol,CCSD(T)/CBS计算中发现构型B和C的高级校正项大约是分子间相互作用能的50%,是MP2方法不可能准确预测TATB二聚体堆叠构型分子间相互作用能的原因;本文还用新一代能量分解方法ALMO-EDA分析了TATB分子间相互作用本质,发现对于堆叠构型B和C,除了色散作用之外,静电吸引对决定TATB二聚体中的几何结构十分重要,TATB高能炸药良好的钝感性质起源于其分子间较强静电吸引的驱动和定向,使之形成稳定的堆叠结构,其稳定性来源于色散和静电的协同作用.

基于双吡啶基双西佛碱通过氢键相互作用形成的有机超分子晶体

合成了双吡啶双西佛碱(bpbd)有机分子,并用该分子进行了超分子网络晶体的组装.X射线单晶结构分析表明:在bpbd晶体中存在着分子间氢键相互作用,该氢键由吡啶环上的N原子和西佛碱H—CN基团上的H原子相互作用而成.每一个bpbd分子同另外4个bpbd分子通过氢键相连,构成了二维网状结构;在bpbd晶体中还存在分子间π…π相互作用,并导致一维分子柱的形成.二维氢键和一维π…π的协同作用,导致了三维超分子晶体的形成.