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氟甲卡西酮异构体的质谱识别和计算化学研究
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作者 李霄炜 林香丽 +4 位作者 周轩宇 柯星 范一雷 徐雨 徐嘉伟 《质谱学报》 北大核心 2025年第4期523-530,共8页
合成卡西酮是一类新精神活性物质,具有成瘾性强、种类多、更新快、结构相似等特点。3-氟甲卡西酮(3-FMC)和4-氟甲卡西酮(4-FMC)是第二代合成卡西酮类物质氟甲卡西酮的2种位置异构体,其结构非常相近,对二者的准确定性分析是当前司法鉴定... 合成卡西酮是一类新精神活性物质,具有成瘾性强、种类多、更新快、结构相似等特点。3-氟甲卡西酮(3-FMC)和4-氟甲卡西酮(4-FMC)是第二代合成卡西酮类物质氟甲卡西酮的2种位置异构体,其结构非常相近,对二者的准确定性分析是当前司法鉴定中的一个难题。本文采用气相色谱-四极杆-飞行时间串联质谱(GCQTOF MS)和高效液相色谱-四极杆-轨道阱串联质谱(LC-Q-Orbitrap/MS)技术,结合计算化学方法研究位置异构体3-FMC和4-FMC的质谱裂解模式和裂解机理。结果表明,3-FMC的苯环侧链易断裂并产生碎片离子m/z58。由于氟原子具有较强的吸电子诱导效应,使苯环邻位和对位的电子云密度发生显著变化,导致不同位置异构体的苯环侧链发生了不同的裂解方式。其中,3-FMC苯环上侧链易发生异裂失去1分子CH_(4)生成碎片离子m/z148,而4-FMC苯环上侧链易发生均裂并失去1分子CH_(3)·生成碎片离子m/z 149。进一步利用密度泛函理论,根据相对吉布斯自由能筛选裂解可能生成片段的结构,确认最稳定的异构体碎片离子。质谱分析实验结果与计算化学结论一致,本研究为准确鉴定氟甲卡西酮异构体3-FMC和4-FMC提供了参考依据。 展开更多
关键词 新精神活性物质 氟甲卡西酮 裂解模式 位置异构体 计算化学
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基于计算化学的木质素热解机理研究进展
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作者 汪峣 陶雨洁 张会岩 《东南大学学报(自然科学版)》 北大核心 2025年第3期912-924,共13页
木质素热解机理研究是高效制备液体燃料、炭材料、化学品等高值产品的重要前提。综述了近年来利用计算化学方法包括分子动力学模拟和量子化学计算所揭示的木质素热解机理最新研究进展。首先,对木质素的结构特征进行了介绍,并阐述了在计... 木质素热解机理研究是高效制备液体燃料、炭材料、化学品等高值产品的重要前提。综述了近年来利用计算化学方法包括分子动力学模拟和量子化学计算所揭示的木质素热解机理最新研究进展。首先,对木质素的结构特征进行了介绍,并阐述了在计算化学中使用的典型木质素模型化合物。然后,分别基于木质素热解机理的分子动力学模拟和量子化学计算,讨论了木质素热解过程中的整体演化行为、单体间C—O和C—C连接键断裂、木质素单体的转化以及木质素热解过程中产物的相互作用机理。最后,阐述了木质素热解机理研究中的现存问题和值得深入研究的方向,为未来生物质高值化利用提供参考。 展开更多
关键词 木质素 热解机理 量子化学计算 分子动力学模拟
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计算化学在黄铜矿浮选中应用的研究进展
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作者 姚钰昀 付博 +4 位作者 张晨阳 王锦柯 赵刘闯 李少平 孙伟 《中南大学学报(自然科学版)》 EI CAS CSCD 北大核心 2024年第11期4135-4150,共16页
铜作为战略关键金属,在国民经济与新兴产业发展中占据核心地位,黄铜矿是其重要来源。浮选技术作为黄铜矿分选的关键技术,其药剂的创新对推动选矿行业绿色可持续发展至关重要。当前,从矿物晶体化学、固体物理及配位化学等微观视角深入探... 铜作为战略关键金属,在国民经济与新兴产业发展中占据核心地位,黄铜矿是其重要来源。浮选技术作为黄铜矿分选的关键技术,其药剂的创新对推动选矿行业绿色可持续发展至关重要。当前,从矿物晶体化学、固体物理及配位化学等微观视角深入探究药剂与黄铜矿的相互作用机制,成为浮选分离基础研究的核心内容。随着高性能计算与AI技术的飞速发展,计算化学为矿物浮选行为研究提供了强大工具。本文聚焦于黄铜矿浮选体系,概述了新型捕收剂与抑制剂的应用进展,并阐述了计算化学在浮选药剂设计、矿物晶体及表界面结构解析、药剂界面作用机制探索中的最新成果。在黄铜矿计算模拟中,模型构建与方法参数设定至关重要,需特别关注矿物的磁性与强关联性,常采用反铁磁性与Hubbard U修正进行设置,参数需针对具体体系进行优化。此外,计算时需矿物表面的非理想性与荷电特性要求进行电荷补偿。当前研究多集中于静态结构模拟,缺乏动态界面效应考量。未来,应发展高精度计算方法,如针对强关联体系的方法并通过系统测试优化模型与参数,以更精准地模拟带电缺陷体系。同时,结合机器学习技术,构建高精度大体系界面力场模型,实现黄铜矿复杂表界面体系的高精度分子动力学模拟,为铜矿资源的高效、清洁、精细化利用提供坚实的理论与方法支撑。 展开更多
关键词 计算化学 浮选 界面 黄铜矿
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基于聚集诱导发光的计算化学实验设计
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作者 魏玉玲 《实验室研究与探索》 CAS 北大核心 2024年第4期160-163,214,共5页
以一种聚集诱导发光(AIE)材料为例,针对材料专业本科生设计了一种计算化学实验课。采用极化连续溶剂模型(PCM)与量子力学/分子力学(QM/MM)方法,模拟该AIE材料在溶液和固体中的不同状态。研究结果表明,固体状态能限制转子转动,减少无辐... 以一种聚集诱导发光(AIE)材料为例,针对材料专业本科生设计了一种计算化学实验课。采用极化连续溶剂模型(PCM)与量子力学/分子力学(QM/MM)方法,模拟该AIE材料在溶液和固体中的不同状态。研究结果表明,固体状态能限制转子转动,减少无辐射耗散实现聚集诱导发光。通过分析分子运动受限(RIM)机理,把材料类专业本科生实验教学与科研前沿有效连接,在掌握基础计算方法的同时拓展其科研视野,引导其从理论出发理解实验现象。 展开更多
关键词 聚集诱导发光 计算化学 实验教学
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计算化学模拟分析蓝晶石族矿物与石英的浮选机理
5
作者 许洪峰 牛艳萍 《矿冶工程》 CAS 北大核心 2024年第1期72-76,共5页
采用量子化学计算、分子动力学模拟等手段,对矿物晶体结构和表面性质、矿物与浮选药剂的作用机理进行系统分析,探讨了蓝晶石族矿物与石英的浮选机理。结果表明,蓝晶石、红柱石、硅线石与石英表面性质差异性决定了其可浮性差异,柠檬酸能... 采用量子化学计算、分子动力学模拟等手段,对矿物晶体结构和表面性质、矿物与浮选药剂的作用机理进行系统分析,探讨了蓝晶石族矿物与石英的浮选机理。结果表明,蓝晶石、红柱石、硅线石与石英表面性质差异性决定了其可浮性差异,柠檬酸能增加蓝晶石族矿物与石英之间的可浮性差异;计算化学模拟结果与浮选试验规律相吻合。 展开更多
关键词 蓝晶石族矿物 石英 浮选 计算化学 量子化学 分子动力学模拟 柠檬酸
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金属-有机骨架材料的计算化学研究 被引量:21
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作者 阳庆元 刘大欢 仲崇立 《化工学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2009年第4期805-819,共15页
金属-有机骨架材料(metal-organic frameworks,MOFs)是一种新型纳米多孔材料,独特的结构特征使其在储气、分离、催化、生物化学及制药等领域具有广阔的潜在应用价值。本文综述了计算化学方法在探索MOF材料结构-性能关系方面的研究进展,... 金属-有机骨架材料(metal-organic frameworks,MOFs)是一种新型纳米多孔材料,独特的结构特征使其在储气、分离、催化、生物化学及制药等领域具有广阔的潜在应用价值。本文综述了计算化学方法在探索MOF材料结构-性能关系方面的研究进展,并着重介绍了本研究室在此方面的研究成果。 展开更多
关键词 金属-有机骨架材料 计算化学 结构-性能关系 化工应用
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GPU引发的计算化学革命 被引量:7
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作者 鲍建樟 丰鑫田 于建国 《物理化学学报》 SCIE CAS CSCD 北大核心 2011年第9期2019-2026,共8页
综述了图形处理器(GPU)在计算化学中的应用和进展.首先简单介绍了GPU在科学计算中应用的发展,然后分别详细讲述了迄今几个使用GPU和CUDA(compute unified device architecture,显卡厂商Nvidia推出的计算平台)开发工具设计的量子化学计... 综述了图形处理器(GPU)在计算化学中的应用和进展.首先简单介绍了GPU在科学计算中应用的发展,然后分别详细讲述了迄今几个使用GPU和CUDA(compute unified device architecture,显卡厂商Nvidia推出的计算平台)开发工具设计的量子化学计算和分子动力学(MD)模拟的算法和程序,尤其对目前唯一完全使用GPU技术开发的量子化学计算软件TeraChem做了完备的介绍,包括算法、实现的细节和程序目前的功能.此外,本文还对GPU在计算化学上将会发挥的作用做出了极为乐观的展望. 展开更多
关键词 GPU CUDA 计算化学 分子动力学 TeraChem
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基于网格的计算化学过程可视化 被引量:1
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作者 陈建华 段启智 +3 位作者 金钟 刘倩 张宝花 迟学斌 《计算机应用研究》 CSCD 北大核心 2012年第2期432-434,437,共4页
提出了一个基于网格的计算化学过程可视化解决方案,实时地监控计算过程,增加对计算过程的控制。网格提供了计算作业所需要的大量计算资源,对计算过程的实时监控则增加了对计算过程的控制。为了达到实时的目的,针对计算过程中的原子不变... 提出了一个基于网格的计算化学过程可视化解决方案,实时地监控计算过程,增加对计算过程的控制。网格提供了计算作业所需要的大量计算资源,对计算过程的实时监控则增加了对计算过程的控制。为了达到实时的目的,针对计算过程中的原子不变性,提出了优化的三维可视化方法,动态地设定检测的时间间隔,并引入了断点续传的思想。 展开更多
关键词 OPTView JAVA3D 计算过程可视化 断点续传 计算化学 网格
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计算化学——探索化学世界的罗盘 被引量:6
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作者 黄晓峰 曹同成 陈波 《化学教学》 CAS 北大核心 2014年第3期11-13,27,共4页
通过对2013年诺贝尔化学奖的成果介绍,叙述了理论和计算化学学科的建立和发展历程,指出了计算化学在新世纪对化学学科理论发展,以及指导化学实验方面具有的重要意义.
关键词 2013年诺贝尔化学 理论与计算化学 计算机辅助 模型化学
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槲皮素、山萘酚与Cu^(2+)配位特性的计算化学解析 被引量:1
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作者 潘见 王佳 +1 位作者 甘昌胜 张晨光 《色谱》 CAS CSCD 北大核心 2008年第3期388-391,共4页
在分离介质中添加配位剂可提高分离效率。利用MVD2007软件中的Grid计算程序包,应用分子力场的计算模型模拟了Cu2+与处于最低能量构象的山萘酚、槲皮素等黄酮类化合物的配位相互作用,得到了Cu2+与山萘酚、槲皮素等分子间的作用力场势能... 在分离介质中添加配位剂可提高分离效率。利用MVD2007软件中的Grid计算程序包,应用分子力场的计算模型模拟了Cu2+与处于最低能量构象的山萘酚、槲皮素等黄酮类化合物的配位相互作用,得到了Cu2+与山萘酚、槲皮素等分子间的作用力场势能曲面和相对结合能。通过对山萘酚、槲皮素与Cu2+相对结合能的比较,并与高效液相色谱实验结果进行对照分析,得到的研究结果为Cu2+与山萘酚的配位结合要优于其与槲皮素的配位结合。模拟计算与实验结果具有很好的相关性。 展开更多
关键词 计算化学 配位化合物 高效液相色谱 山萘酚 槲皮素 黄酮
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乙酸乙酯制备反应的理论研究——计算化学在基础有机化学实验中的应用(I)
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作者 陈海燕 林翠梧 +4 位作者 段文贵 蒋林斌 赖刚 周敏 陈丽芬 《广西大学学报(自然科学版)》 CAS CSCD 2007年第B09期427-428,共2页
对乙酸乙酯制备的酯化反应进行密度泛函理论的B3LYP和微扰理论的MP2计算,得出反应的热力学参数,并从热力学的角度考查了酯化反应的特点.
关键词 乙酸乙酯 酯化反应 计算化学 应用
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异氰酸酯交联环氧树脂非线性光学性质的计算化学研究
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作者 苗文莉 赵明根 《合成树脂及塑料》 CAS 北大核心 2015年第6期45-48,共4页
利用计算化学方法,采用密度泛函理论研究了一系列异氰酸酯交联环氧树脂单体分子(简称单体分子)的非线性光学性质及激发态性质。结果表明:引入取代基可以提高单体分子的非线性光学性质,但取代基的引入对单体分子的电子光谱几乎没有影响,... 利用计算化学方法,采用密度泛函理论研究了一系列异氰酸酯交联环氧树脂单体分子(简称单体分子)的非线性光学性质及激发态性质。结果表明:引入取代基可以提高单体分子的非线性光学性质,但取代基的引入对单体分子的电子光谱几乎没有影响,因此对其透明性也不会有影响;引入氟代烷基使单体分子的偶极矩增大,但电荷的跃迁密度下降,随着氟代烷基碳链的增长,单体分子的非线性光学性质的增益效果很快收敛;引入烷氧基则对电荷跃迁性质影响较小,但增加了分子的偶极矩,从而增强了非线性光学性质。 展开更多
关键词 异氰酸酯交联环氧树脂 电子光谱 非线性光学性质 计算化学
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计算化学基础教学大纲
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作者 张懋森 《中国大学教学》 1986年第3期19-20,共2页
原教育部1985年在理科化学系计算机教学学术讨论会上,指出化学类专业应该掌握算法语言、程序设计、上机操作、计算方法,计算机在化学各领域中的应用等。对学制为四年的本科化学类专业,该课程定名为“计算机应用基础”,会议制定了50学时... 原教育部1985年在理科化学系计算机教学学术讨论会上,指出化学类专业应该掌握算法语言、程序设计、上机操作、计算方法,计算机在化学各领域中的应用等。对学制为四年的本科化学类专业,该课程定名为“计算机应用基础”,会议制定了50学时的教学大纲;对学制为五年的学校,该课程称为“计算化学基础”,会议也讨论了72学时的教学大纲。四年制用的《计算机应用基础大纲》已由教育部通过(85)教高一字019号文件印发。五年制用的大纲,原定由中国科技大学近代化学系提供。由于需要者甚多,特将《计算化学基础教学大纲》发表供参考。中国科大目前正按这一大纲编写讲义,预计暑期可以印出。 展开更多
关键词 计算机应用基础 计算机教学 计算化学 化学 近代化学 中国科大 学术讨论会 FORTRAN 上机实习 计算方法
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大气汞氧化还原过程与机制的计算化学研究进展 被引量:1
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作者 李芷薇 孙玉贞 +2 位作者 阴永光 梁勇 蔡勇 《环境化学》 CAS CSCD 北大核心 2022年第1期83-93,共11页
大气中汞的氧化还原反应对于其全球生物地球化学循环起着极其重要的作用,它促进了汞在全球范围内的扩散。汞主要以气态元素汞的形态释放到大气中,并经历复杂的均相和非均相化学反应,被氧化为活性气态汞和颗粒态汞;同时,活性气态汞也可... 大气中汞的氧化还原反应对于其全球生物地球化学循环起着极其重要的作用,它促进了汞在全球范围内的扩散。汞主要以气态元素汞的形态释放到大气中,并经历复杂的均相和非均相化学反应,被氧化为活性气态汞和颗粒态汞;同时,活性气态汞也可经过光致还原反应光解生成气态元素汞。计算化学是一种基于理论方法利用计算软件来对化学现象和本质进行解释和预测的方法,现已广泛用于大气汞氧化还原反应机制的研究。本文从计算化学角度出发,综述了大气中常见氧化剂包括O_(3)、·OH、NO_(3)和各种卤素自由基等对气态元素汞的氧化机制的理论研究,包括通过计算氧化产物的键解离能、键长和生成焓等热力学参数来研究反应产物的稳定性;通过计算反应的中间体和过渡态来阐述微观反应机制;通过计算反应速率常数来研究反应进行的快慢等。同时,本文还综述了最新报道的应用高精度量子化学计算方法研究活性气态汞还原为气态元素汞的反应机制,包括活性气态汞的紫外可见吸收光谱、势能面、光解反应速率以及光解反应的分支比等。了解大气汞的氧化还原反应的计算化学研究进展,对于深入了解汞在大气中的迁移转化具有至关重要的作用。 展开更多
关键词 气态元素汞 活性气态汞 大气 氧化还原 计算化学
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2008年计算化学的理论和应用国际会议(英文) 被引量:1
15
《物理化学学报》 SCIE CAS CSCD 北大核心 2008年第2期210-210,共1页
Since the first application of computers in chemistry in the early 1960′s, computational chemistry has evolved today to be at the van-
关键词 2008年 计算化学的理论和应用”国际会议 TACC 论文征稿
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基于计算化学和波谱分析的不饱和脂肪酸甲酯氧化衰变特性研究
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作者 王学春 陈尔余 方建华 《石油炼制与化工》 CAS CSCD 北大核心 2016年第12期59-63,共5页
利用计算化学Hartree-Fock(HF)方法,在3-21G基组水平下,以C—H键解离能和C—H键长为理论参数,从分子水平研究了影响不饱和脂肪酸甲酯氧化安定性的结构因素,计算结果表明,紧邻不饱和脂肪酸甲酯双键的α-CH_2,尤其是具有双烯丙基结构的α-... 利用计算化学Hartree-Fock(HF)方法,在3-21G基组水平下,以C—H键解离能和C—H键长为理论参数,从分子水平研究了影响不饱和脂肪酸甲酯氧化安定性的结构因素,计算结果表明,紧邻不饱和脂肪酸甲酯双键的α-CH_2,尤其是具有双烯丙基结构的α-CH_2,是不饱和脂肪酸甲酯氧化脱氢反应发生的位点,而双键上最难发生脱氢。结合傅里叶红外光谱和紫外可见光谱对不饱和脂肪酸甲酯在氧化过程中分子构型及化学组成的变化情况进行分析,结果表明不饱和脂肪酸甲酯的氧化衰变遵循共振化结构理论,即氧化→共振→双键转移→异构化。 展开更多
关键词 不饱和脂肪酸甲酯 计算化学 波谱分析 氧化衰变特性 共振化结构理论
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专访中国理论与计算化学领军人物:2019年新科院士杨金龙 被引量:1
17
作者 《物理化学学报》编辑部 《物理化学学报》 SCIE CAS CSCD 北大核心 2020年第8期1-3,共3页
从上世纪开始,随着计算机技术的迅猛发展与广泛应用,理论与计算化学的研究有了飞跃的进展,其结果使整个化学界发生着一场革命性的变化。化学不再是纯实验科学,理论与计算化学占据了化学学科的半壁江山,理论、计算与实验工作的协同合作... 从上世纪开始,随着计算机技术的迅猛发展与广泛应用,理论与计算化学的研究有了飞跃的进展,其结果使整个化学界发生着一场革命性的变化。化学不再是纯实验科学,理论与计算化学占据了化学学科的半壁江山,理论、计算与实验工作的协同合作有效提高了研究效率。当前中国的理论与计算化学处于蓬勃发展时期,国内近年来涌现出了一批中青年学者活跃在国际学术界。我们很荣幸对中国理论与计算化学的领军人物。 展开更多
关键词 中青年学者 蓬勃发展时期 计算机技术 协同合作 杨金龙 理论与计算化学 化学学科 领军人物
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美荷研发团队通过“计算化学”开发出新型高聚材料
18
作者 新型 《化工新型材料》 CAS CSCD 北大核心 2014年第6期235-235,共1页
最近,美国IBM研究所与加州大学伯克利分校、荷兰埃因霍芬理工大学等单位科学家合作,通过“计算化学”将实验室实验与高精计算相结合,模拟新材料的形成反应,开发出两种能循环利用的新型高聚材料,有望给运输、航空、微电子等行业的... 最近,美国IBM研究所与加州大学伯克利分校、荷兰埃因霍芬理工大学等单位科学家合作,通过“计算化学”将实验室实验与高精计算相结合,模拟新材料的形成反应,开发出两种能循环利用的新型高聚材料,有望给运输、航空、微电子等行业的加工制造带来变革。 展开更多
关键词 计算化学 新材料 开发 研发 加州大学 实验室实验 循环利用 加工制造
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基于偶氮苯顺反异构化的研究型计算化学实验教学探索
19
作者 陈国博 姜晓辉 夏树伟 《实验技术与管理》 CAS 北大核心 2022年第12期148-152,共5页
该文将量子化学计算与有机化学实验相结合,对偶氮苯顺反异构化研究型实验教学进行了探索。采用DMol3软件构建了分子模型并计算了偶极矩和热力学性质,探讨了异构化过程的反应路径和活化能等动力学性质,拓展了可见光驱动的偶氮苯类分子设... 该文将量子化学计算与有机化学实验相结合,对偶氮苯顺反异构化研究型实验教学进行了探索。采用DMol3软件构建了分子模型并计算了偶极矩和热力学性质,探讨了异构化过程的反应路径和活化能等动力学性质,拓展了可见光驱动的偶氮苯类分子设计,为有机化学前沿知识融入本科教学探索了新途径。该实验使学生对立体化学顺反异构化相关理论有了更好的理解,同时大大提高了科研素养和学习兴趣。 展开更多
关键词 有机化学实验 量子化学计算 偶氮苯 学科交叉
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多重量子化学理论计算解析多胺修饰壳聚糖气凝胶吸附美拉德色素分子机制
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作者 王佳欣 韦艳红 +3 位作者 农顺洋 熊艳舒 李楣 李文 《化工学报》 北大核心 2025年第1期107-119,共13页
现有糖汁脱色剂存在食品安全隐患及吸附量低等局限性。开发一款绿色无毒且具有高吸附量的超支化聚乙烯亚胺功能化壳聚糖气凝胶(HPCA)用于糖汁脱色,并初步探究其吸附美拉德色素(MLD)性能。为将高效糖汁脱色吸附剂投入到工业化应用中,还... 现有糖汁脱色剂存在食品安全隐患及吸附量低等局限性。开发一款绿色无毒且具有高吸附量的超支化聚乙烯亚胺功能化壳聚糖气凝胶(HPCA)用于糖汁脱色,并初步探究其吸附美拉德色素(MLD)性能。为将高效糖汁脱色吸附剂投入到工业化应用中,还需对吸附理论机制进行更深层次探索。通过多重量子化学理论计算,从分子角度系统揭示HPCA吸附MLD潜在机理。静电势、平均局部电离能、静电势相互作用分析结果表明,HPCA捕获MLD主要由质子化胺基与羧酸根之间电荷作用介导。在分子水平上优化出三种可视化最优捕获构型,分析结果表明强的静电相互作用使得构型Ⅰ中HPCA与MLD紧密接触成为最稳定的构型。前沿分子轨道、独立梯度模型和Hirshfeld表面分析揭示HPCA捕获MLD存在氢键和范德华力等弱相互作用,且MLD在不同捕获构型中均主要充当氢键受体。多重量子化学理论计算研究方法可为探究分子水平上吸附相互作用机制提供可行研究方向,对研究吸附微观机制具有重要意义。 展开更多
关键词 计算化学 吸附 凝胶 美拉德色素 糖汁脱色
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