溴甲苯分子及其陽(yáng)離子的紅外光譜研究.pdf

1、溴甲苯是一種重要的有機(jī)合成中間體,用于醫(yī)藥、農(nóng)藥和染料的合成工業(yè)中,溴甲苯有四種環(huán)狀異構(gòu)體,具體為鄰溴甲苯、間溴甲苯、對(duì)溴甲苯、溴化芐。本文應(yīng)用量子化學(xué)的密度泛函理論方法(DFT),系統(tǒng)的研究了溴甲苯四種同分異構(gòu)體及其陽(yáng)離子的結(jié)構(gòu)和紅外振動(dòng)光譜。
　　本文內(nèi)容分為四章。第一章簡(jiǎn)述了溴甲苯的性質(zhì)和用途,所用的理論計(jì)算方法和用來(lái)計(jì)算的軟件Gaussian,所要計(jì)算和分析的紅外光譜的簡(jiǎn)介(包括選律和光譜振動(dòng)類(lèi)型),最后是關(guān)于 IRC計(jì)算

2、。第二章是計(jì)算結(jié)果和分析。首先,對(duì)溴甲苯前三種同分異構(gòu)體分子及其陽(yáng)離子在 B3LYP/6-311G++(d,p)水平進(jìn)行頻率分析得到穩(wěn)定構(gòu)型,對(duì)其分子還在HF/6-311G++(d,p)水平進(jìn)行了計(jì)算,分析表明,在幾何構(gòu)型上,兩種方法基本一致。其次,在 B3LYP/6-311G++(d,p)水平研究了溴甲苯三種同分異構(gòu)體與陽(yáng)離子的紅外光譜。(1)溴甲苯三種同分異構(gòu)體的紅外振動(dòng)光譜差別較大,間溴甲苯譜線(xiàn)較鄰溴甲苯和對(duì)溴甲苯的譜線(xiàn)密集且豐富

3、;在振動(dòng)強(qiáng)度上,三者差別也比較大。(2)溴甲苯三種同分異構(gòu)體陽(yáng)離子的紅外振動(dòng)譜線(xiàn)之間的不同與分子有所不同,鄰溴甲苯和間溴甲苯譜線(xiàn)較為豐富,對(duì)溴甲苯譜線(xiàn)也相對(duì)豐富,但不如鄰溴甲苯和間溴甲苯。分子譜線(xiàn)與電離后的譜線(xiàn)相比變化較大,譜線(xiàn)豐富程度和強(qiáng)度都變化較大,說(shuō)明電離對(duì)偶極矩變化的大小也有較大影響。(3)通過(guò)對(duì)比三種同分異構(gòu)體及其陽(yáng)離子的振動(dòng)模式發(fā)現(xiàn),對(duì)于對(duì)溴甲苯及其陽(yáng)離子電離前后振動(dòng)強(qiáng)度最大的模式?jīng)]有發(fā)生變化。最后,對(duì)溴甲苯三種同分異構(gòu)體的

4、振動(dòng)模式進(jìn)行了歸屬,并與實(shí)驗(yàn)結(jié)果和有關(guān)資料報(bào)道進(jìn)行了比較,發(fā)現(xiàn)比較吻合。第三章主要對(duì)溴化芐及其陽(yáng)離子的紅外光譜進(jìn)行了詳細(xì)分析。(1)在 B3LYP/6-311G++(d,p)基組水平上優(yōu)化得到的溴化芐的穩(wěn)定幾何構(gòu)型和紅外光譜,在幾何構(gòu)型上,將其于苯的實(shí)驗(yàn)值進(jìn)行比較,說(shuō)明采用考慮了電子相關(guān)的雜化密度泛函理論 B3LYP/6-311G++(d,p)對(duì)溴化芐進(jìn)行計(jì)算時(shí)得到的信息是可靠的。并且也對(duì)其振動(dòng)模式進(jìn)行了詳細(xì)指認(rèn)。(2)對(duì)溴化芐進(jìn)行了從