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水杨酰苯胺的异构化及电子光谱的理论研究

作　者: 孟凡坤
导　师: 吴学；周子彦
学　校: 延边大学
专　业: 有机化学
关键词: 水杨酰苯胺密度泛函理论异构化电子光谱
分类号: O625.631
类　型: 硕士论文
年　份: 2006年
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内容摘要

质子转移是生命体与自然界的一个重要的基本过程。通过研究质子转移模型化合物的物理行为有助于认识和理解这个基本过程，相关研究已成为目前物理化学研究领域的前沿课题之一。许多物质往往存在不同的构型或构象，亦即分子存在异构化现象，除了分子内质子转移，构型翻转也是分子异构化的一种重要方式。药物分子的药理活性与其分子结构有着十分密切的关系，同一分子的不同构型或构象可能具有完全不同的药理活性。水杨酰苯胺具有较好的杀菌效果，既可以做防霉防腐剂，又可以用作药物，既可以制成软膏进行涂抹外用，还可以内服。此外，水杨酰苯胺有许多异构体，因此对其异构化反应进行研究是很有意义的。电子光谱是基态分子在吸收外部能量后电子由低能态向高能态跃迁时产生的光谱，属于吸收光谱。电子光谱是分子的一种性质，研究电子光谱是确定分子结构和研究分子性质的一种重要的方法。水杨酰苯胺在杀菌、药物和激发态的质子转移方面都有着十分广泛的应用，并且对其在实验方面也有了很多的研究。但到目前为止，用量子化学计算的方法对水杨酰苯胺的理论研究还未见报道。基于此，本论文中对水杨酰苯胺进行了异构化反应和电子光谱的理论研究。对水杨酰苯胺的20个基态异构体和其对应的28个过渡态，在密度泛函理论的B3LYP方案下6-31+G*基组水平上进行了构型优化、单点能计算，并且对所有优化构型进行了频率分析，对于基态构型，所有的频率都是正的，对于过渡态构型，有且只有一个虚频。同时，对过度态做了内禀反应坐标(IRC)计算，对过渡态做进一步的验证。所有给出的能量都已做了零点能校正。对最稳定的基态构型通过计算列出了其键长、键角等结构参数；计算了其原子净电荷分布；分析了各构型异构化的途径，并根据各途径中涉及到的反应活化能高低分析了室温下所能存在的构型；对几个主要构型计算了其吸收光谱，并与实验值进行了对比分析，得到了满意的结果，对已有的实验结果给予了合理解释。

全文目录

文摘  4-5
Abstrac  5-9
第一章绪论  9-18
  1.1 量子化学的发展  9-10
  1.2 水杨酰苯胺简介  10
  1.3 水杨酰苯胺的用途  10-13
    1.3.1 做防霉防腐剂  10-12
    1.3.2 抗老化剂  12
    1.3.3 做药物  12
    1.3.4 做模型化合物  12-13
    1.3.5 新的应用  13
  1.4 水杨酰苯胺的研究进展  13-15
  1.5 课题的选择及研究内容  15
    1.5.1 课题的选择  15
    1.5.2 研究内容  15
  1.6 参考文献：  15-18
第二章理论基础和计算方法  18-30
  2.1.分子轨道理论  18-21
    2.1.1 闭壳层分子的HFR方程  18-20
    2.1.2 开壳层分子的HFR方程  20-21
  2.2 密度泛函理论(Density Functional Theory,DFT)  21-28
    2.2.1 系综密度泛函理论与过渡态方法  22-24
    2.2.2 时间依赖密度泛函理论(TD-DFT)  24-28
  2.3 参考文献  28-30
第三章水杨酰苯胺异构化反应的密度泛函理论研究  30-44
  3.1 引言  30
  3.2 计算方法  30
  3.3 结果与讨论  30-42
  3.4 结论  42
  3.5 参考文献  42-44
第四章水杨酰苯胺光谱的理论研究  44-54
  4.1 引言  44
  4.2 计算方法  44
  4.3 结果与讨论  44-52
    4.3.1 几何构型  44-46
    4.3.2 电荷分布  46
    4.3.3 水杨酰苯胺的分子轨道成分分析  46-49
    4.3.4 电子光谱  49-52
  4.4 结论  52
  4.5 参考文献：  52-54
致谢  54

水杨酰苯胺的异构化及电子光谱的理论研究

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