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取代基对氢键二聚体中氢键强度的影响

取代基对氢键二聚体中氢键强度的影响

作者：郑艳萍辽宁师范大学

学位级别：硕士

本文采用MP2和B3LYP方法,选取一系列的N-H…O=C氢键二聚体和O-H…N氢键二聚体为研究对象。优化几何结构,计算单点能并进行了基组重叠误差校正。讨论了取代基对氢键二聚体中氢键强度的影响。本文的工作主要可以归纳为如下两个方面: 1.选... 详细信息

本文采用MP2和B3LYP方法,选取一系列的N-H…O=C氢键二聚体和O-H…N氢键二聚体为研究对象。优化几何结构,计算单点能并进行了基组重叠误差校正。讨论了取代基对氢键二聚体中氢键强度的影响。本文的工作主要可以归纳为如下两个方面: 1.选取包含一个氢键的甲酰胺二聚体为研究对象,探讨了取代基对氢键二聚体中N-H…O=C氢键强度的影响。计算结果表明:可以通过改变取代基来调控氢键二聚体中N-H…O=C氢键的强度,乙基等供电子基团对N-H…O=C氢键强度的调节作用不大,-NO等强吸电子基团可极大地改变N-H…O=C氢键强度,质子受体分子中的强吸电子基团如-NO2可使N-H…O=C氢键强度减弱多达2.6 kcal/mol,质子供体分子中的强吸电子基团如-CN可使N-H…O=C氢键强度增强多达4.6 kcal/mol。 2.选取苯甲酸-吡啶二聚体为研究对象,讨论了取代基对氢键二聚体中O-H…N氢键强度的影响。计算结果表明: -NH,-OCH,-OH基团取代受体分子的氢原子,使氢键作用增强,取代供体分子的氢原子使氢键作用减弱。-COCH3,-CHO,-NO2基团取代受体分子的氢原子,使氢键作用减弱,取代供体分子中的氢原子使氢键作用增强。

关键词：氢键二聚体氢键强度自然键轨道(NBO)分析

基于多氰基吡咯啉酮氢键二聚体的新型热活化延迟荧光染料

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基于多氰基吡咯啉酮氢键二聚体的新型热活化延迟荧光染料

作者：胡圆美厦门大学

学位级别：硕士

热活化延迟荧光(TADF)材料是继传统荧光材料和贵金属磷光材料之后兴起的新一代有机发光材料,具有小的激发单重态-三重态能隙(ΔEST),因而具备很高的三重态激子产生与利用效率,近十年来在能源材料化学和生物医学研究领域蓬勃发展。传统的... 详细信息

热活化延迟荧光(TADF)材料是继传统荧光材料和贵金属磷光材料之后兴起的新一代有机发光材料,具有小的激发单重态-三重态能隙(ΔEST),因而具备很高的三重态激子产生与利用效率,近十年来在能源材料化学和生物医学研究领域蓬勃发展。传统的TADF染料设计策略是利用扭曲的电子供-受体结构或多重共振效应使得HOMO与LUMO分离,从而减小ΔEST;然而,HOMO与LUMO的重叠程度减小,染料的光激发和发射效率也将下降。现行有机TADF染料设计中的这个两难已成为制约材料性能提高的重要因素,探索全新的分子设计策略以革新染料光学性能十分必要。在本论文中,我们以多氰基吡咯啉酮(TCP)类染料的氢键二聚体为模型,利用共平面氢键二聚体生色团的奇特前线轨道布居,提出了一种在保持HOMO与LUMO大程度重叠前提下实现超小ΔEST的TADF染料设计新策略,并发展此类氢键二聚TADF染料的功能化组装方法,进行其初步的光动力学治疗应用。本论文共分为以下五章:第一章介绍了常见的几类有机TADF染料及其在发光二极管、生物医学、可见光催化和太阳能电池材料方面的应用研究进展。我们分析了现行有机TADF染料设计的基本策略及面临的挑战,在此基础上提出了本论文的课题设想。第二章介绍了论文相关实验工作中使用的主要仪器和化学试剂,包括相关化合物的合成步骤与结构表征。第三章研究了 TCP染料氢键二聚体的TADF性能和发光机理。我们阐明了TCP染料氢键二聚体的结构设计要素,并结合理论计算和实验验证揭示了氢键二聚TCP染料的TADF光物理机制。实验结果表明,基于TCP染料氢键二聚体的超分子染料具有高二聚体形成常数、高稳定性、高摩尔吸光系数和高TADF发光效率。此外,我们还设计、合成了一系列具有不同结构特点的TCP染料,通过其氢键二聚体的对照性光谱,考察证实了基于共平面氢键二聚结构的TADF染料设计策略的有效性和普适性。第四章中介绍了 TCP氢键二聚染料的功能化组装和光动力学抗菌应用研究。首先,我们建立了基于TCP氢键二聚染料的TADF纳米材料的组装、生物相容性表面改性和靶向功能化修饰的方法。在此基础上,以表面硼酸化修饰的TADF纳米材料为光敏剂,以革兰氏阴性大肠杆菌为杀伤目标,测试了基于TCP氢键二聚染料的TADF材料的光动力学抗菌性能。实验结果表明,这类TADF纳米材料具有优异的光动力学抑菌活性,在温和光照和低浓度光敏剂存在下即可实现高效的体外灭菌。第五章总结了本论文的工作并对后续研究进行展望。

关键词：热活化延迟荧光氢键二聚体吡咯啉酮光动力治疗分子自组装

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胞核嘧啶氢键二聚体的电子拓扑性质研究

苏州科技学院学报（自然科学版） 2010年第2期27卷 23-29页

作者：何文娣程宏英田安民苏州科技学院化学与生物工程学院江苏苏州215009 四川大学化学学院四川成都610064

采用GAUSSIAN程序包,在B3LYP/6-311++G**水平下,对胞核嘧啶及其7种氢键二聚体进行了结构优化和能量分析。使用AIM2000程序,在分子中的原子理论框架下对这些体系进行了详尽的电子拓扑性质的理论研究。从理论的角度证明了这些氢键的存在... 详细信息

采用GAUSSIAN程序包,在B3LYP/6-311++G**水平下,对胞核嘧啶及其7种氢键二聚体进行了结构优化和能量分析。使用AIM2000程序,在分子中的原子理论框架下对这些体系进行了详尽的电子拓扑性质的理论研究。从理论的角度证明了这些氢键的存在并探讨了其性质,比较了各种不同类型的氢键及二聚体的稳定性,为实验研究提供了一定的理论参考数据。

关键词：胞核嘧啶 “分子中的原子”理论基组叠加误差氢键二聚体

水分子对尿嘧啶与胸腺嘧啶二聚体间氢键的影响

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水分子对尿嘧啶与胸腺嘧啶二聚体间氢键的影响

作者：汪宇嘉辽宁师范大学

学位级别：硕士

本文使用MP2方法研究了一系列尿嘧啶与胸腺嘧啶二聚体不同位置加水后二聚体间氢键强度的变化。研究结果表明，水加在尿嘧啶或胸腺嘧啶一号位时氢键强度增强，水加在尿嘧啶或胸腺嘧啶二号位时氢键强度减弱。水加在一号位时氢键增强的幅... 详细信息

本文使用MP2方法研究了一系列尿嘧啶与胸腺嘧啶二聚体不同位置加水后二聚体间氢键强度的变化。研究结果表明，水加在尿嘧啶或胸腺嘧啶一号位时氢键强度增强，水加在尿嘧啶或胸腺嘧啶二号位时氢键强度减弱。水加在一号位时氢键增强的幅度大于水加在二号位时氢键减弱的幅度。自然键轨道(NBO)分析表明，水加在尿嘧啶或胸腺嘧啶一号位时二聚体间氢键的孤对电子n到反键轨道σ*的二阶相互作用稳定化能增加。水加在尿嘧啶或胸腺嘧啶二号位时二聚体间氢键的孤对电子n到反键轨道σ*的二阶相互作用稳定化能减弱。水加在一号位时二阶相互作用稳定化能增强的幅度大于水加在二号位时二阶相互作用稳定化能减弱的幅度。对于同一二聚体加水后的一系列体系,其氢键键长与其对应的二阶相互作用稳定化能及其对应的电荷转移量之间能呈明显的线性关系。

关键词：氢键水氢键二聚体 NBO分析 AIM分析

取代基对甲酰胺二聚体中N-H…O=C氢键强度的影响

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通化师范学院学报 2013年第8期34卷 29-31页

作者：郑艳萍王敬微通化师范学院化学学院吉林通化134002

运用MP2方法对N-H…O=C氢键二聚体中氢键强度进行了研究,探讨了氢键受体分子中不同取代基对N-H…O=C氢键强度的影响.研究发现,可以通过改变取代基来调节二聚体中N-H…O=C氢键强度.取代基为供电子基团,氢键强度增强.取代基为吸电子基团,... 详细信息

运用MP2方法对N-H…O=C氢键二聚体中氢键强度进行了研究,探讨了氢键受体分子中不同取代基对N-H…O=C氢键强度的影响.研究发现,可以通过改变取代基来调节二聚体中N-H…O=C氢键强度.取代基为供电子基团,氢键强度增强.取代基为吸电子基团,氢键强度减弱.自然键轨道(NBO)分析表明,N-H…O=C氢键强度越强,参与形成氢键的氢原子的电荷越正,氧原子的电荷越负,单体分子间电荷转移越多,N-H…O=C氢键中氧原子的孤对电子n(O)对N-H的反键轨道σ*(N-H)的二阶稳定化能越大.

关键词：氢键二聚体氢键强度自然键轨道(NBO)分析

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快速预测分子间氢键强度的新方法

中国科学（B辑） 2008年第9期38卷 762-768页

作者：孙长亮张艳姜笑楠王长生杨忠志辽宁师范大学化学化工学院大连116029

提出了一种快速预测分子间氢键强度的新方法.将其应用于29个分子间氢键体系中,计算单体间的氢键相互作用势能曲线,并与MP2方法得到的结果进行了比较.结果表明本文方法能够准确地预测出氢键键长和氢键能量,其精度可以与包含了BSSE校正的... 详细信息

提出了一种快速预测分子间氢键强度的新方法.将其应用于29个分子间氢键体系中,计算单体间的氢键相互作用势能曲线,并与MP2方法得到的结果进行了比较.结果表明本文方法能够准确地预测出氢键键长和氢键能量,其精度可以与包含了BSSE校正的MP2结果相媲美,本文方法更简单,更快捷.本文方法可用于快速预测多肽、蛋白质体系中的氢键强度,应用前景广阔.

关键词：分子间氢键氢键二聚体势能曲线氢键强度

C_2H_5N_4^+-C_6H_3N_3O_7^-氢键相互作用的理论研究

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西南大学学报（自然科学版） 2012年第1期34卷 67-73页

作者：陈自然陶果谢炳云四川职业技术学院建筑与环境工程系四川遂宁629000 四川师范大学化学与材料科学学院成都610066

运用密度泛函理论方法,在B3LYP/6-311++G**水平上对4-氨基-1,2,4-三唑阳离子(AT)和2,4,6-三硝基苯酚阴离子(PA)形成的氢键二聚体进行理论计算研究.计算得到4种稳定结构的氢键复合物及最稳定异构体D1的振动频率、电子吸收光谱与热力学性... 详细信息

运用密度泛函理论方法,在B3LYP/6-311++G**水平上对4-氨基-1,2,4-三唑阳离子(AT)和2,4,6-三硝基苯酚阴离子(PA)形成的氢键二聚体进行理论计算研究.计算得到4种稳定结构的氢键复合物及最稳定异构体D1的振动频率、电子吸收光谱与热力学性质.结果表明,氢键复合物中存在较强的N—H…O与C—H…O红移氢键.经过基组重叠误差和零点振动能校正后,D1的氢键相互作用能为-30.71kJ/mol.热力学计算显示,在298.15K和标准状态下,D1气态氢键复合物分子的形成过程是放热、熵减小的非自发过程,但在低温下能自发进行.D1分子的标准摩尔生成焓和标准摩尔生成自由能分别为98.7,474.4kJ/mol.

关键词： C2H5N4 C6H3N3O7 氢键二聚体密度泛函理论

快速预测由尿嘧啶和胸腺嘧啶形成的氢键复合物的结合能

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快速预测由尿嘧啶和胸腺嘧啶形成的氢键复合物的结合能

作者：张岩辽宁师范大学

学位级别：硕士

氢键在核酸-核酸相互作用中起着重要的作用。快速准确计算核酸碱基复合物的氢键作用强度十分重要。本实验室提出了一种可快速准确计算蛋白质多肽间N-H…OC和C-H…O=C氢键强度和蛋白质-核酸碱基复合物结合能的氢键势能函数,计算结果... 详细信息

氢键在核酸-核酸相互作用中起着重要的作用。快速准确计算核酸碱基复合物的氢键作用强度十分重要。本实验室提出了一种可快速准确计算蛋白质多肽间N-H…OC和C-H…O=C氢键强度和蛋白质-核酸碱基复合物结合能的氢键势能函数,计算结果与高水平从头算方法吻合很好。本文对此氢键势能函数进行发展,将其应用到核酸碱基氢键复合物中,计算体系的结合能。对由尿嘧啶和胸腺嘧啶形成的21个碱基二聚体,72个三聚体和3个四聚体的结合能进行计算,取得令人满意的结果。对于二聚体,有13个体系的结合能与MP2/6-311++G （3df,2p）（BSSE）方法得到的结果差值在0.5kcal/mol以内,有8个体系的结合能与MP2/6-311++G（3df,2p）（BSSE）方法得到的结果差值在0.5-0.76kcal/mol,但这8个体系结合能的相对偏差都小于4.7%,并且所有二聚体的标准偏差为0.46kcal/mol;在72个碱基三聚体中有59个体系与MP2/6-311++G （3df,2p）（BSSE）方法得到的结合能差值在0.5kcal/mol以内,有9个体系的结合能与MP2/6-31l++G（3df,2p）（BSSE）方法得到的结果差值在0.5-0.85kcal/mol,有4个体系的结合能与MP2/6-311++G（3df,2p）（BSSE）方法得到的结合能差值在1.0～2.15kcal/mol,而在这13个体系中结合能的相对偏差都不超过7%,并且所有三聚体的标准偏差为0.53kcal/mol;对于四聚体,三个体系的结合能与MP2/6-311++G （3df,2p）（BSSE）方法得到的结果差值都在0.5kcal/mol以内,并且所有四聚体的标准偏差为***/mol。以上结果说明本文方法可以很好的计算出核酸碱基复合物的结合能。本文还对尿嘧啶和胸腺嘧啶的三个氢键位点（site1、site2、site3）的强度进行了比较,结果发现,sitel位形成氢键强度最强,其次是site3位,site2位形成的氢键强度最弱。

关键词：氢键势能函数结合能氢键二聚体氢键三聚体氢键四聚体

质子受体取代基对苯甲酸-吡啶中O-H…N氢键强度的影响

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化工设计通讯 2018年第12期44卷 140-140页

作者：郑艳萍刘莉周万里通化师范学院化学学院吉林通化134002

氢键在材料科学、化学等方面具有重要的作用。对氢键的强度和本质进行深入的研究具有重要的意义。Zheng等对苯甲酸-吡啶的超分子液晶合成进行了研究,通过改变苯甲酸的结构,对超分子液晶的结构和性质进行了研究。以吡啶作为质子受体分子... 详细信息

氢键在材料科学、化学等方面具有重要的作用。对氢键的强度和本质进行深入的研究具有重要的意义。Zheng等对苯甲酸-吡啶的超分子液晶合成进行了研究,通过改变苯甲酸的结构,对超分子液晶的结构和性质进行了研究。以吡啶作为质子受体分子,苯甲酸作为质子供体分子,不同取代基对O-H…N氢键强度的影响。

关键词：氢键二聚体氢键强度自然键轨道研究分析