光和热驱动金催化邻炔基酚与芳基重氮盐的反应:两种机制相似性和差异性的理论研究

实验上发现,邻炔基酚与芳基重氮盐在热催化和光催化条件下反应可生成不同的产物,然而反应机理尚不清晰.本文采用MSCASPT2和密度泛函理论方法研究了热和光驱动反应的催化机理.结果表明,热催化和光催化反应的初始历程相同,都是在HCO3-协助下由Au(Ⅰ)催化剂和邻炔基酚反应得到乙烯基Au(Ⅰ)中间体.在此过程中,Au(l)催化剂与邻炔基酚反应克服14.8 kcal/mol的能垒生成结构扭曲的配合物,此时邻炔基酚的C≡C三键被活化.随后,乙烯基Au(Ⅰ)中间体和芳基重氮盐形成复合物,热催化和光催化反应开始分叉.在黑暗条件下,反应克服15.7 kcal/mol的能垒后生成最终的热催化产物,此时芳基重氮盐的末端N原子直接与乙烯基Au(Ⅰ)中间体的C原子成键.在光照条件下,复合物首先弛豫到激发单重态,经9.8×10^(9)s^(-1)的高效系间窜跃过程衰变到T_(1)态.在T_(1)态,克服7.8 kcal/mol的能垒完成脱氮反应,产生与乙烯基Au(Ⅰ)中间体的Au原子具有相互作用的芳基自由基,随后发生系间窜跃过程到达基态.在基态形成最终的光催化产物.本研究为理解Au(Ⅰ)催化剂与芳基重氮盐的热催化和光催化反应提供了重要的机理见解,发现了无辐射跃迁在光催化反应中的关键作用.

亚甲基自由基（^3CH2）与SO反应机理的理论研究

应用量子化学从头算和密度泛函理论(DFT),对3CH2自由基与SO分子反应的单、三重态势能面进行了研究.在UB3LYP/6-311G(d,p)水平上优化了反应通道上各驻点(反应物、中间体、过渡态和产物)的几何构型.在CCSD(T)/6-311G(d,p)水平上计算了各物种的单点能,并对总能量进行了零点能校正.研究结果表明:主要的反应通道都在单重态势能面中,反应物中自由基3CH2的C原子进攻SO分子中的O原子是主要的进攻方式,反应主产物是P1(HS+HCO).反应热为-349.06kJ?mol-1.

偶氮异丁腈解离反应的途径和机理解析

用量子力学方法对偶氮异丁腈(AIBN)分解反应的机理进行了系统的理论研究.应用密度泛函理论在B3LYP/6-311G*,B3LYP/6-311+G*和BHandH/6-31+G**水平上对此反应过程中所涉及的反应物、过渡态、中间体、复合物和产物的几何结构和能量进行优化计算,并给出了反应详细的势能面信息和机理解析.结果表明,偶氮异丁腈在基态下采取两键(三体)同步解离的模式进行自由基热分解反应,即Me2(CN)C-N=N-C(CN)Me2→2Me2(CN)C.+N2;在三态(诱导激发)下,则进行两键(三体)异步解离,即Me2(CN)CN=N—C(CN)Me2→Me2(CN)—CN=N…C(CN)Me2→2Me2(CN)C.+N2.计算的活化能与实验结果吻合.

用临界点附近的涨落讨论Landau相变理论适用范围

Landau相变理论是研究晶体各种结构相变的有力工具.在临界点附近某些序参量的涨落很大,导致Landau相变理论失去作用.在自由能密度的展开式中需要考虑Ginzburg梯度项,通过对相对几率和关联函数的傅里叶分量来分析临界点附近的序参量的涨落,并由此得出Landau相变理论的适用范围.

手性布洛芬分子结构特性的理论研究

本工作使用密度泛函理论,研究了手性布洛芬分子结构特性.首先用HartreeFock方法优化了二种S型布洛芬分子的可能构型,用B3LYP方法采用6-31+g(d,p)基组作了进一步的结构优化,并进行了红外振动频率计算,由能量最低原理确定了S型布洛芬分子的最佳构型.而后由手性分子的对称性得到了R型布洛芬分子构型,并在B3LYP/6-31+g(d,p)水平上进行了结构优化与频率计算.最后对布洛芬分子的这一对对映体进行了VCD谱与前线分子轨道的计算与研究.

孤立条件下α-丙氨酸分子碳骨架异构的过渡态理论研究

基于密度泛函理论的B3LYP方法,采用6-31+g(d,p)基组,对孤立条件下的手性α-丙氨酸分子C骨架异构过程进行了过渡态的探索,反应能垒为79.67Kcal/mol.结果表明:α-丙氨酸分子通过碳骨架异构发生手性转变需要一定的外界条件,在高温条件下、激发态或其它条件下才能发生.

学伤寒,用甘草

甘草作为百药之长,在古代素有国老之称,足见其在中药中的地位。甘草具有补脾益气、缓急止痛、调和诸药、清热解毒、祛痰止咳等功效,其应用广泛,无论时方还是经方皆可见到其影子,尤其医圣张仲景的《伤寒论》方中甘草不仅出现的频率多,用量也值得探讨,其作用绝非仅限于"调和诸药"而已,因此有必要研究《伤寒论》甘草的用法及用量,并在临床中灵活使用,以提高疗效。

D-π-A有机光电材料电子态能级调控的密度泛函研究

应用密度泛函理论计算了4个D-π-A有机分子的前线轨道能级和电子跃迁光谱。结果表明,在电子给体三苯胺基上引入额外的电子基团,可以有效地提高最高占据分子轨道能级,由此缩小了最高占据分子轨道和最低未占据轨道之间的能级差,导致由电子态跃迁产生的吸收光谱发生了红移。

常中曲率曲面的特征

本文从不变形式ｄＨ出发，作出一系列的不变量和不变１－形式，利用积分公式和拟解析函数法来刻画常中曲率曲面的特征，得出了一些新的结果，推广了Ａ．

[NH_3(H_2O)_n]^-(n=2-4)团簇结构和电子结合方式研究

采用密度泛函理论B3LYP/6-311++g**方法对[NH3(H2O)n]-(n=2-4)团簇的结构和频率进行研究,从而得到[NH3(H2O)n]-(n=2-4)团簇的基态结构,得到的结构与Subha Pratihar等的研究一致.同时,文章还研究了水氨团簇的电子束缚方式和偶极矩,结果表明,在n=2时,电子束缚方式为表面束缚,而在n=3,4时,既有表面束缚方式,又有内部束缚方式.

孤立条件下手性α—丙氨酸分子结构特性的理论研究

使用基于密度泛函理论的B3LYP方法,采用6-31+g(d,p)基组,用Gaussian03对孤立条件下的手性α-丙氨酸分子结构特性进行理论计算.首先优化了三种α-丙氨酸分子的可能构型,进行了红外振动频率计算,由此得到三种稳定构型,而后由能量最低原理确定了α-丙氨酸分子最可能的构型.再由手性分子的空间结构特点,得到其对映体的结构,并进行了结构优化.最后在B3LYP/6-31+g(d,p)水平上,对α-丙氨酸分子的一对对映体进行了VCD谱与前线分子轨道的计算与研究.

手性α-丙氨酸分子羧基上的氢转移的DFT研究

本工作基于密度泛函理论的B3LYP方法,采用6-31+g(d,p)基组,借助Gaussian03程序.首先,对R型手性α-丙氨酸分子羧基上的氢转移过程进行了过渡态的探索,计算了反应能垒.而后对过渡态沿着虚频振动模式的两个方向的结构进行了优化,得到了过渡态的反应物与产物.最后对得到的过渡态进行了IRC路径探测,验证了过渡态的可靠性.