推/拉型螺烯的前线分子轨道和电子光谱研究

采用密度泛函理论B3LYP方法在6-31G(d,p)水平对一类推/拉型螺烯分子进行了几何结构优化,在得到稳定的分子构型后,用ZINDO/SCI方法计算了它们的前线分子轨道和电子光谱.结果表明,不同取代基和取代基的不同位置对分子的空间几何构型有一定的影响,HOMOs和LUMOs的分布特点说明该类分子有明显的电荷转移特征,通过优化设计不但可以提高非线性光学系数还可以增强这类分子的透明性.

量子化学研究L-精氨酸磷酸盐的前线分子轨道与理论振动光谱

L-精氨酸磷酸盐(LAP)晶体是一种性能优异的半有机非线性光学材料,因其特殊的高激光损伤阈值受到众多关注。基于LAP晶体的多种特殊性质及结构中磷酸胍基间作用的相继发现,通过研究分子内基团间作用探讨分子特异性及晶体光损伤机制是一种新的合理途径。本研究根据LAP分子的基团组成建立四个相关分子模型,在M06-2X-D3/6-311++g(d,p)水平下对不同基团组合模型进行了结构优化、频率计算及前线分子轨道分析。研究发现,LAP中L-精氨酸阳离子与磷酸根阴离子具有较强的结合能,磷酸胍基间作用会弱化L-精氨酸分子构象弯曲能力,且使磷氧四面体发生畸变。LAP中磷酸基团能够降低LAP分子轨道能级间隙,有利于分子内电子转移。磷酸基团与L-精氨酸分子上各个基团均有电子相互作用,其中对胍基与氨基上N-H键具有推电子作用,且与胍基间作用更强、更明显,而对羧基表现为吸电子作用。该研究结果为进一步理解和研究晶体中磷酸根和胍基间的作用奠定了良好的理论基础。

前线分子轨道(FMO)在有机电环化反应中的应用

本文通过电环化反出实例,应用前线轨道理论清楚地解释了该反应中的高度立体选择性问题。阐述了前线分子轨道对探讨有机反应机理和预测产物构型的重要作用。

前线分子轨道理论在选矿中的研究现状

目前国内外学者从量子化学和前线分子轨道理论对硫化矿电化学浮选进行了大量的研究,成果丰硕,本文主要论述了前线分子轨道理论的主要内容及其在选矿中的研究现状及应用进展。

有机分子非线性光学性质与分子前线轨道关系的研究

利用量子化学CPHF/6-31G方法,对巴比妥酸衍生物进行了几何结构优化.应用HF/6-31G和CIS/6-31G方法分别对巴比妥酸衍生物的静态第一超极化率β、分子前线轨道和电子光谱、分子的电荷布局、偶极矩进行了计算.结果表明,分子静态第一超极化率β与分子前线轨道HOMO与LUMO之间的能级差△EHL呈较好的线性关系.这种线性关系可通过基态和第一激发态偶极矩之差Δμ与分子前线轨道HOMO与LUMO之间能级差ΔEHL之间的线性关系和基态和第一激发态偶极矩之差Δμ与分子第一超极化率β的线性关系来解释.

草酰胺分子构型、稳定性、IR光谱及分子轨道的密度泛函与从头算研究

运用多种密度泛函理论 (DFT)和从头算 (abinitio)方法研究了草酰胺顺、反异构体的分子几何构型 ,结果表明Beck88交换函数与LYP非局域相关函数形成杂化的DFT方法B3LYP与MP2方法计算结果比较吻合。在此基础上选择B3LYP方法对草酰胺分子电子结构、红外光谱和前线分子轨道组成进行了系统研究 ;

Au溶胶中咖啡酸分子的表面增强拉曼光谱实验与理论研究

在加热条件下利用氯金酸与柠檬酸钠的还原反应制备出胶体金,并使用拉曼光谱仪测量出咖啡酸(CA)分子常规拉曼散射(NRS)光谱及其吸附在Au纳米颗粒上的表面增强拉曼散射(SERS)光谱。采用密度泛函理论(DFT)的B3LYP方法,选用6-31+G**基组作为C、H、O的计算基组,选用赝势基组LANL2DZ作为Au的计算基组。首先对体系结构进行优化,并在此基础上计算CA分子的NRS光谱及CA分子与Au纳米颗粒吸附后3种可能模型的SERS光谱。对比分析可知,CA分子上的羧基和羟基共同与Au团簇吸附的构型计算得到的结果与实验数据最符合。接着进一步对CA分子的振动模式进行了详细指认,结果表明,CA分子与Au纳米颗粒是通过CA分子上的羧基和羟基吸附在一起的。最后通过计算CA分子及CA分子与Au纳米颗粒吸附后的分子前线轨道,进一步确定了CA分子在Au溶胶中的吸附方式。

硼氢化反应机理Ⅲ:HCN+BH_3反应过渡态的微扰分子轨道理论分析

在ＲＨＦ／４３１Ｇ基础上对氢氰酸硼氢化反应做了量子化学从头计算，借助微扰分子轨道理论，分析了该反应过渡态中前线分子轨道的性质．计算及分析表明：在过渡态形成过程中，仅仅考虑反应物分子间的ＨＯＭＯ－ＬＵＭＯ是不够的，ＨＯＭＯ－ＨＯＭＯ相互作用也起重要的作用．

分子轨道对称守恒原理中的方法论

本文通过能级相关理论、前线分子轨道理论，论述了对称性方法在化学反应中的应用，同时论述了在分子轨道对称守恒原理中，对称与守恒的统一。

钴卟啉催化剂的前线轨道能级与其催化活性的相关性研究

设计并合成了 12种钴卟啉催化剂 ,在温和反应条件 ( 5 5℃ ,2 .0MPa氧压 )下考察其催化氧气液相氧化对硝基甲苯制取对硝基苯甲酸的催化活性 ,发现其对上述反应均有显著的催化活性 .采用PM3半经验分子轨道法对所设计的钴卟啉化合物模型体系进行了计算 ,将计算结果与实验结果相结合 ,探讨了钴卟啉分子前线轨道能级与其催化活性之间的关系 .经研究发现 ,四配位或五配位钴卟啉催化剂的催化活性与EHOMO和ΔEL H均有一定的相关性 ,且ΔEL H对催化活性的影响大于EHOMO对催化活性的影响 ;EHOMO值越低、ΔEL H越小 。

黄曲霉素B1及异构体的前线轨道与拉曼光谱研究

采用B3LYP混合泛函和6-311+g(d,p)基组,利用DFT密度泛函理论优化得到了黄曲霉素Aflatoxin B1(cis)(AFB1(cis))及其反式异构体分子AFB1(trans)的稳定结构,通过单点能计算和几何结构分析,其顺式结构比反式结构更加稳定;计算了两种分子的Raman光谱,并与AFB1(c)粉末的实验Raman光谱进行比较,吻合较好。把最强的三个峰1 582,3 065和1 626cm-1指认为顺式结构的特征峰,把1 616,3 065和1 659cm-1指认为反式结构的特征峰;在优化计算的基础上采用Hirshfeld原子划分方法结合Multiwfn软件分析了前线轨道成分,两种分子的亲电能力明显强于其亲核能力,通过计算C1原子在LUMO轨道中的占据权重分别为21.48%和20.62%,预测出C1原子是这两种顺反异构分子夺走DNA中的电子致癌的最主要位点。结果对该类顺反异构分子的检测、转化以及毒性抑制方面具有一定的理论指导意义。

共轭烯烃亲电加成的前线轨道理论解释

本文用ＨＭＯ法计算出１，３－丁二烯、１，３－戊二烯的类共轭体系的分子轨道．由计算出的前线分子轨道（ＦＭＯ）信息，用ＦＭＯ理论解释了共轭烯烃的１，２加成和１，４加成．

孤立条件下α-丙氨酸分子手性转变机制的密度泛函理论

使用基于密度泛函理论B3LYP/6-31+g(d,p)水平上的计算,研究孤立条件下的α-丙氨酸分子手性转变过程.通过寻找包括过渡态和中间体的反应过程各极值点结构,绘制完整的α-丙氨酸分子手性转变路径反应势能面,并分析各极值点的几何和电子结构特性.结果表明:S型α-丙氨酸分子手性碳上的氢原子以羧基上的氧原子为桥梁,转移至手性碳原子的另一侧,实现了从S型到R型α-丙氨酸分子的手性转变;该路径有1个中间体和2个过渡态,最大的反应能垒为326.6kJ/mol,来源于第一个过渡态TS1.

一例吡嗪基联吡啶镍配合物的合成、晶体结构及性质研究

本文以多氮类化合物2,6-双(2-吡嗪基)-3,4′-联吡啶(dpyb)和Ni(NO_(3))_(3)·6H_(2)O为原料,采用溶剂热合成法得到了一例新的镍配合物[Ni(dpyb)_(2)](NO_(3))_(2)·(H_(2)O)_(3),通过X射线单晶衍射、红外和拉曼光谱对配合物的结构进行了表征。结果表明,此配合物为单核结构,单核单元通过分子间氢键的连接作用形成双核结构。通过Crystal Explorer 21程序对该配合物进行了Hirshfeld表面分析,结果表明配合物中存在较强的氢键作用。采用Gaussian 09W和Gauss View 5.0软件,运用B3LYP/6-311G(d,p)法计算了配体和配合物的前线分子轨道及能带间隙,计算结果证明此配合物具有较高的稳定性。此外还对自由配体及配合物[Ni(dpyb)_(2)](NO_(3))^(2)·(H_(2)O)_(3)的荧光性质进行了研究,研究结果发现,自由配体和金属Ni(Ⅱ)离子的配位,导致配合物的荧光强度减弱。

基于吡嗪羧酸配体的Zn(Ⅱ)配合物的合成、晶体结构及荧光性能研究

在水热条件下,以2,6-双(2-吡嗪基)吡啶-4-对苯甲酸(Hbppc)为配体,ZnCl_(2)为金属源,成功合成了一例锌配合物[Zn_2(Hbppc)(bppc)Cl_(3)]·0.5H_(2)O。通过SXRD、PXRD、IR、FT-IR等方式对配合物进行了表征。X射线单晶衍射表明此配合物结晶属正交晶系Pbca空间群,双核零维结构,双核结构通过氢键进一步连接形成2D超分子网络结构。通过Crystal Explorer 21程序对该配合物进行了Hirshfeld表面分析。此外对配体及配合物进行了荧光分析,结果表明相比于自由配体,配合物的荧光显著增强。通过Gaussianview 5.0和Gaussian 09W计算了有机配体和配合物的前线分子轨道能量,探究了荧光增强的机理。

基于密度泛函理论的菲分子结构与光谱研究

选用密度泛函理论(DET)中的B3LYP方法,在6-311++G(d,p)下对菲分子结构进行优化,计算了其振动频率、极化率及热力学参数,对比了菲分子实测光谱图,首次对其振动频率进行了完全归属。此外,分析并讨论了其前线分子轨道、分子静电势和密立根布局,获得了HOMO-LUMO能隙、分子静电势分布、原子电荷分布等与分子性质密切相关的重要数据,为后续其他多环芳烃分子的光谱检测技术及其光谱和电子结构的分析提供了理论基础。

有机荧光分子2-氰基-3-(3,4-二甲氧基苯基)-2-丙烯酰胺的可逆压致变色和质子刺激响应性能（英文）

设计合成了3-芳基-2-腈基丙烯酰胺类有机发光小分子2-氰基-3-(3,4-二甲氧基苯基)-2-丙烯酰胺(CDMPA)。经研究发现,CDMPA化合物具有明显的压致变色和酸致变色现象。在外力刺激下,化合物CDMPA荧光最大发射峰发生20 nm的红移,经过加热或蒸汽处理后可恢复初始状态。对样品研磨前后粉末的X射线衍射图谱及荧光寿命衰减曲线进行测试分析得出,CDMPA压致变色现象归因于分子构型由晶态到无定形态的转化。另外,在酸刺激下CDMPA发光颜色由蓝光红移至黄光,最大发射波长红移33 nm。经过二甲基甲酰胺(DMF)处理后可恢复到初始状态。由测试得到的红外光谱及分子轨道理论计算推测,酸致变色现象是由氨基取代基的质子化影响了CDMPA前线分子轨道引起的。本研究可使人们深入了解这种类型材料的多刺激响应发光机制,且显著的颜色变化性能使CDMPA在传感器和检测装置方面具有潜在的应用前景。

两种薁磺酰胺席夫碱衍生物分子的光谱和热力学性质计算研究

使用密度泛函理论B3LYP方法,对两种薁磺酰胺席夫碱衍生物的分子结构、红外光谱、电子吸收光谱及热力学性质进行计算研究,并基于Tomasi的极化统一场模型(PCM)讨论电子吸收光谱的溶剂效应.结果表明,红外光谱计算值与实验值吻合,电子吸收光谱都是π-π*跃迁,溶剂及溶剂极性大小对最低能量吸收波长无影响.酚羟基的引入增大席夫碱的共轭体系,有利于提高分子的生物活性.298 K时,两种衍生物的ΔfHθm分别为5544.3,5304.6 k J·mol-1,ΔfGθm分别为20548.7,20331.2 k J·mol-1,Sθm分别为857.5,881.1 J·mol-1·K-1.

吡啶星型分子的双光子上转换荧光特性

用飞秒Ti:sapphire激光测定了一种星型吡啶分子2,5-二{4-{4-[N,N-二(4-吡啶乙烯基)苯基氨基]苯乙烯基}苯基}-1,3,4-噁二唑(PyPASPO)的双光子吸收截面及上转换荧光光谱.采用非线性透过率法测得二氯甲烷和四氢呋喃溶液中其双光子吸收截面分别为412.5和288.8 GM.系统研究了吡啶星型分子PyPASPO的线性吸收和透过光谱、单光子荧光、荧光寿命及激发-发射三维荧光谱和前线轨道能级.在800 nm和150fs钛宝石激光器激发下,PyPASPO在二氯甲烷和四氢呋喃溶液中的双光子上转换荧光发射波长分别为571和525 nm,在二氯甲烷溶液中单光子荧光峰位于532 nm,荧光寿命为1.24 ns.HOMO和LUMO能级分别为-5.21和-2.92 eV.增大分子内电荷转移有效增强了吡啶星形分子的双光子吸收和双光子上转换荧光发射能力.

磺胺甲恶唑的振动光谱和密度泛函理论研究

磺胺甲恶唑(Sulfamethoxazole,SMX)是一种磺胺类广谱抗生素.基于密度泛函理论(DFT)的B3LYP方法,在B3LYP/6-311++G(d,p)基组水平上对SMX初始构型进行结构优化,得出该分子最稳定结构构型.同时,给出了SMX的键长、键角和二面角等空间结构参数值,确定该分子空间构型为非平面结构.相同基组水平下进行频率计算,通过频率校正因子0.9630修正并绘制了SMX分子的红外光谱和拉曼光谱图.发现光谱谱段主要分布在3600-2800 cm-1和1700-300 cm-1频率段,并且理论计算值和实验测定值有较好吻合,表明DFT计算方法是可取和可信的.借助GaussView 6.0软件和计算得到的势能分布结果对频率范围内每一个振动模式进行了指认归属.此外,采用Multiwfn和VMD程序计算并分析SMX分子的静电势和前线分子轨道,预测了该分子的反应活性位点.该结果为SMX分子的振动光谱检测提供基础数据,为其结构鉴定提供技术参考.