应用量子化学方法研究茶多酚类抗氧化剂的构效关系

采用分子力学和量子化学从头计算方法 ,研究了不同结构茶多酚 (Greenteapolyphenol,GTP)抗氧化活性的构效关系。计算结果表明 ,茶多酚类的抗氧化活性与其释放活泼氢生成苯氧自由基的能力有关 ,活性大小与O H间的Mulliken集居数、前线轨道能量、反应终态能量下降量及苯氧自由基稳定性有关。

显色剂性能的量子化学方法(PPP法)研究

编制了适于有机显色剂电子结构与光谱性能研究的PPP法计算程序。用此程序计算了吡啶偶氮显色剂系列,并对部分显色剂进行实验,结果发现计算与实验的长波吸收波长有较好的一致性。

计算小分子静电势的量子化学方法

分子静电势（ＭｏｌｅｃｕｌａｒＥｌｅｃｔｒｏｓｔａｔｉｃＰｏｔｅｎｔｉａｌ）是研究分子的一个量子化学理论指数，它可以用来判断分子的整体性质，尤其是分子的反应活性。本文介绍并评述了小分子的分子静电势的多种量子化学计算方法，对比给出了一些简单分子的分子静电势的计算结果，以便总结出各种方法的运用性。

将量子化学方法用于橡胶-聚酰胺复合物的制备

将量子化学方法用于橡胶-聚酰胺复合物相容性配对的选择。计算结果与力学性能试验、红外分析及热分析所得结论有良好的一致性。这表明,量子化学方法可用于复合材料的配对选择。

量子化学方法在缓蚀剂性能评价和机理研究中的应用

近年来,量子化学方法在缓蚀剂分子结构和缓蚀机理研究中得到了广泛应用。简要介绍了密度泛函理论、从头算法和半经验算法这三种基本量子化学计算方法,概述了量子化学方法在有机缓蚀剂研究中的应用现状,并对其在该领域的发展前景进行了展望。

基于分块量子化学方法的生物大分子核磁共振化学位移计算

化学位移是核磁共振波谱(nuclear magnetic resonance spectrum,NMR)的一项重要参数,由于其对原子周围化学环境十分敏感,因此化学位移的理论计算在生物大分子的结构预测中扮演着重要的角色[1-2]。目前预测生物大分子NMR化学位移的理论方法主要分为两类:一类是从实验数据拟合得到的经验或者半经验方法[3-4];另一类是基于量子力学理论的从头计算方法[5-7]。与前者相比,量子力学方法不依赖数据集,针对不同体系具有很好的移植性。由于量子力学方法需要的计算时间随计算体系的大小呈多项式增长,因此人们基于“化学局域性”原理发展了分块量子化学方法来提高计算效率。本课题组长期致力于分块量子化学方法的发展,针对生物大分子的NMR化学位移精确预测发展了自动分块的大分子NMR化学位移计算方法(automated fragmentation,AF-NMR)。本文简要介绍本课题组在这方面的研究进展。

案例教学法在研究生量子化学计算方法课程中的应用

在研究生课程量子化学计算方法中积极开展案例教学,以学生为中心进行教学改革与探索,提高了学生的学习兴趣,有利于研究生创新能力的培养。

量子化学计算方法在煤反应性研究中的应用

介绍了在煤反应性研究中常用的量子化学计算方法和计算原理 ,总结了量子化学计算方法在煤的两类重要的反应性研究中的应用 .这两类反应性是煤裂解过程中化学键和热力学量的变化以及反应动力学 ,煤在二氧化碳和甲烷作用下表面结构的变化机理和变化动力学 .通过对现有相关工作的研究探讨了量子化学计算在煤反应性研究中的特点和作用 ,发现为量子化学计算合理地建立和选择一个能够反映出被研究过程特点的初始模型 ,是量子化学计算方法在煤反应性研究中的需要解决的最关键问题 .

咪唑及其衍生物作为铜的盐酸酸洗缓蚀剂的量子化学研究

用失重法研究了几种咪唑化合物在 5 %盐酸中对铜的酸洗缓蚀性能 ,用Hyperchem程序中的PM3半经验量子化学方块计算了这几种化合物的量子化学参数 ,并分别将它们的前线分子轨道能级、N原子上的净电荷以及咪唑环上的净电荷与各自的缓蚀率拟合 ,得到了很好的相关性 ,初步探讨了咪唑化合物在铜表面的吸附作用机理。用所得结果预测了 2 羟基咪唑和 4 羟基咪唑的缓蚀率 。

高能量密度材料分子设计——基于量子化学计算爆速和爆压

基于量子化学方法全优化分子几何构型，求得分子平均摩尔体积(V^-)和化合物的理论密度(ρ)以及生成热(△Hf)，进而可按Kamlet方程估算炸药的爆速(D)和爆压(p)。以氮杂环和有机笼状化合物为例，证实了该理论方法的可靠性。发现随环增大和羰基的引入，氮杂环类的ρ、D和p值增加。对于系列多硝基金刚烷，含相等硝基数(n)的同分异构体的ρ、D和P值相差不大；随硝基数n的增加，其ρ、D和p明显增大；当n≥7时，可能成为高能量密度化合物。

甲醇缩合生成二甲醚的质谱和量子化学研究

利用质谱分析结果结合量子化学 ab initio方法 ,研究甲醇缩合脱水的反应过程 .研究表明 ,在气相中 ,甲醇分子主要以二聚体和多聚体的形式存在 ,据此提出甲醇脱水反应的原始反应物是甲醇二聚体 ,而不是单个甲醇分子 .研究了气相甲醇二聚体、过渡态的能量和结构、甲醇脱水生成二甲醚反应的可能反应途径和反应势垒 ,对甲醇缩合脱水生成二甲醚的反应性及其影响因素作了讨论 .

碱金属离子在汞金属界面吸附作用的量子化学研究

应用量子化学方法对碱金属离子在汞金属界面的吸附作用进行了研究.选取汞金属界面的3个典型的位置（空穴、桥位和顶点）,采用MP2方法计算得到Li＋、Na＋、K＋3种离子在汞表面不同位置的吸附能.结果表明：3种金属离子都是在空穴位置有较大的吸附能,然后是桥位和顶点位置;对于平衡结构,从Li＋到Na＋和K＋,随着离子半径的增大,离子与汞金属界面的平衡距离在逐渐增大,吸附作用逐渐减弱,而且离子与汞之间的电荷转移在逐渐减小.

5-[2′-氟-4′-溴-苯甲亚胺]-8-羟基喹啉铝的量子化学研究

应用密度泛函PBE0方法优化5-[2′-氟-4′-溴-苯甲亚胺]-8-羟基喹啉铝(AlA3)及5-[2′-氟-4′-溴-苯甲亚胺]-8-羟基喹啉(HA)的几何构型,用TDDFT法计算其电子光谱,对电荷转移及金属原子与配体的结合能进行了讨论.计算结果表明:(1)AlA3配合物较稳定,但结合能略低于8-羟基喹啉铝(AlQ3).与AlQ3相比,AlA3的轨道作用较强,静电作用较弱,两者之和相近,但AlA3排斥能较大.(2)计算AlA3的两个电子吸收峰与实验结果相符.AlA3中的电荷由羟基喹啉基团通过Al原子在不同配体间转移呈现出最大吸收峰,属于AlQ3类衍生物的特征吸收峰.因为体系的共轭程度增大使LUMO轨道能降低,电子跃迁需要的能量减少,故吸收峰比AlQ3红移;(3)290 nm吸收峰是电荷由C N基团向羟基喹啉基团转移产生的.在喹啉环接上5-[2′-氟-4′-溴-苯甲亚胺]基团可望制备出波长更长的发光材料,且增加了一个较强的吸收峰.

双乙酰丙酮和2,2′-联吡啶的双核钯(Ⅱ)配合物的量子化学研究

采用B3LYP量子化学方法,对配合物[(bpy)Pd(H-2diacac)Pd(bpy)](PF6)2和二种配体的几何构型进行了优化。通过密度泛函理论(Density Functional Theory,DFT)方法,在LANL2DZ和6-31G*基组水平上,优化了其电子结构。结果表明,桥联配体与Pd(Ⅱ)的作用较螯合配体更强,电荷由桥联配体向Pd迁移的电荷比螯合配体的多。同时也证实了用量子化学方法优化含重金属原子的较大配合物体系的结构是方便可行的,而且DFT方法在此类计算中有更高的准确度。

苯胺衍生物对肝细胞毒性构效关系的量子化学研究

应用CNDO/ 2量子化学方法计算 2 8个苯胺衍生物分子的电子结构 ,探讨了药物分子的电子结构对肝细胞毒性三项指标的关系 .结果得到了三个反映苯胺衍生物对肝细胞毒性的定量构效关系 (QSAR )的回归方程 :pTC50 =5 417+ 0 6 79EHOMO;pSDH =- 5 389- 1 35 3SQR -0 346EHOMO;pLDH =- 6 0 94- 1 5 5 6SQR - 0 30 6EHOMO.

化学键的量子化学研究

利用量子化学方法计算N2O4分子的结构、N—N键键级及键鞍点处的电荷密度,形象直观的说明了N2O4分子中N—N键键长较长的原因。

双乙酰丙酮和1,10-菲咯啉的双核钯(Ⅱ)配合物的量子化学研究

采用B3LYP及密度泛函理论(Density Functional Theory,DFT)方法,在LANL2DZ和6-31G*基组水平上,对配合物[(phen)Pd(H_(-2)diacac)Pd(phen)](PF_6)_2和二种配体的结构进行了优化。并将采用不同方法和基组的优化结果与X射线衍射实验数据对照。结果表明,桥联配体与Pd(Ⅱ)的作用较螯合配体更强,电荷由桥联配体向Pd迁移的电荷比螯合配体的多。同时证实了用量子化学方法优化含重金属原子的较大配合物体系的结构是方便可行的。而且DFT方法在此类计算中有更高的准确度,为日后进一步深入开展含有过渡金属原子的双金属配合物的理论研究提供了可靠的计算依据。

二(吡唑)甲烷的铜配合物的合成、晶体结构和量子化学研究

测定了二(吡唑)甲烷(BPM)的铜化合物[Cu(BPM)2Cl]Cl·2H2O的晶体结构,铜(Ⅱ)为四方锥的配位构型;并运用量子化学的方法对配合物进行了理论计算,旨在从结构上研究其稳定性.

星际分子CH_3CO^+与其等电子体系BH_3CO的量子化学研究

本文使用一些较为精确的量子化学方法(SCF ab initio、能量梯度法优化几何构型、CID和Morokuma的能量分解方案)研究了星际分子CH_3CO^+和它的等电子体系BH_3CO。通过比较BH_3CO和CH_3CO^+的几何构型和电子结构,可得CH_3CO^+为一个EDA络合物的结论,还发现CH_3^+同CO的相互作用比BH_3与CO的相互作用要强得多,并从前线轨道的观点分析了这些相互作用的本质。