用概念DFT、含时-DFT计算不同金属取代的卟啉钳子钯化合物的结构、光谱和反应性质

论文摘要

卟啉和卟啉钳子类化合物是一类在生物和催化体系中起重要作用的代表性化合物。本论文的创新思想是将它们组合在一起,对它们进行了计算化学研究。选取了几个典型的二价金属离子（M=H（Ⅰ）,Mg（Ⅱ）,Zn（Ⅱ）,Cu（Ⅱ）,Ni（Ⅱ）,Fe（Ⅱ））形成的金属卟啉化合物和以钯（Ⅱ）为代表的二价金属卟啉钯钳子类化合物,使用DFT、概念DFT和含时-DFT等现代量子化学工具,系统地计算和比较了卟啉（2H体系）、金属卟啉（2M体系）、金属卟啉钳子类化合物（3H体系）、金属卟啉钯钳子类化合物（3M体系）的结构、红外光谱、紫外光谱和它们的反应性质的异同。计算结果表明,金属卟啉钯钳子类化合物的结构、光谱及其反应性质是一类非常不同于它们的前体（金属）卟啉的,形成钳子类化合物后将有更强的亲电和亲核反应性以及较低的化学总硬度;在这些典型的化合物中的原子-原子键相互作用能,NBO电荷布居,DFT反应指数等方面,存在着一系列定量的直线或者对数型关系。这些结果将为我们理解血红蛋白的化学修饰和含血红蛋白以及其他重要的生物配合物的生物体系中的化学反应事件提供了很好的启示。

论文目录

• 中文摘要
• 英文摘要
• 第一章 绪论
• 1.1 量子化学发展历史概述
• 1.2 量子化学的主要方法
• 1.2.1 从头计算方法
• 1.2.2 半经验方法
• 1.2.3 密度泛函理论
• 1.3 分子（力学,动力学）理论
• 1.3.1 分子力学（MM）方法
• 1.3.2 分子动力学（MD）方法
• 1.4 QM/MM（量子力学和分子力学联用方法）
• 1.5 计算化学的历史概述
• 1.6 计算环境与软件
• 1.6.1 操作系统
• 1.6.2 计算软件-Gaussian
• 1.7 卟啉钳子体系的介绍
• 1.8 本论文研究思路
• 第二章 计算方法和参数设置
• 2.1 研究系统
• 2.2 计算使用软件
• 2.3 计算使用软件参数设置
• 第三章 结果和讨论
• 3.1 钳子物形成前后的骨架结构的比较
• 3.2 自然键轨道和受一授作用的二级微扰理论分析
• 3.3 钳子物形成前后模拟IR谱、UV一vis谱对比分析
• 3.4 钳子物形成前后的DFT活性指数变化的比较
• 第四章 结论
• 参考文献
• 附录 攻读硕士学位期间发表的论文
• 致谢