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含均三嗪有机小分子的合成与理论研究

作　者: 王华静
导　师: 周子彦
学　校: 山东理工大学
专　业: 物理化学
关键词: 均三嗪衍生物质子转移密度泛函理论合成光谱性质
分类号: O621.3
类　型: 硕士论文
年　份: 2011年
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内容摘要

本文首先从分子材料设计的角度出发,设计了以三嗪基团为骨架的两种化合物2-(2-羟基苯乙烯基)-4,6-二甲基均三嗪(P1)和2,6-二(2-羟基苯乙烯基)-4-甲基均三嗪(P2)。化合物存在多种互变异构体,在这些异构体之间,可以通过化学键旋转和质子的转移发生结构互变,为了探索目标化合物分子醇式和酮式结构互变异构化的反应机理,本文利用量子化学密度泛函理论的B3LYP方法,在6-311+G*水平上,对其异构化过程进行了研究,设计了三种可能的反应途径：(a)分子内化学键旋转和质子转移；(b)甲醇助催化质子转移；(c)二聚体分子间双质子转移。计算结果表明：化合物P1单体至少有8种异构体和8种过渡态,P1单体所有醇式结构的异构体都比酮式结构的能量低,M2是最稳定的构型。分子内由醇式向酮式转变的最小活化能为267.8 kJ/mol,室温下是难以进行的；P1与一分子甲醇和两分子甲醇形成的配合物都是醇式结构的能量低,质子转移的活化能分别是70.28和52.72kJ/mol,比分子内转移的活化能低；形成二聚体配合物也是醇式结构较稳定,分子间质子转移的活化能是44.84kJ/mol,是三个反应途径中最低的。利用B3LYP/6-31G*计算方法对化合物P2的基态稳定构型进行了初步探讨,对17种稳定构型进行了全优化,K17是最稳定构型。利用量子化学的方法研究了P1和P2各稳定构型红外光谱和紫外光谱,计算的光谱数值与实验值吻合较好,也进一步证实构型M2是P1存在的稳定构型,K17是P2存在的稳定构型。为了验证计算结果,我们合成了上述目标化合物。利用核磁共振氢谱和碳谱对其结构进行了表征；并对目标化合物的紫外和红外光谱进行了研究。结果表明：两化合物的紫外吸收光谱基本相似,P2相对P1略有红移,其原因是二者骨架结构相同,P2的共轭体系较大,实验与计算相符。

含均三嗪有机小分子的合成与理论研究

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