1,3-二(1-二茂铁磺酰基-2-苯并咪唑)丙烷的合成、单晶结构和量子化学研究

摘要：

合成了新型的1,3-二(1-二茂铁磺酰基-2-苯并咪唑)丙烷(BFBP).用红外光谱、核磁、质谱和X射线单晶衍射对其结构进行了表征.该晶体结构属正交晶系,空间群为Pnma,晶胞参数为:a=1.30079(13)nm,b=2.9627(3)nm,c=1.01257(10)nm,y=3.9023(7)nm3,Dc=1.492 g/cm3,μ=0.907 mm-1,F(000)=1816,Z=4,R1=0.0506,wR2=0.1583.晶体结构表明,标题化合物的两个二茂铁磺酰基采取顺式连接方式,即为顺式构象而不是反式构象.运用密度泛函理论,采用B3LYP/6-31G方法,分别对标题化合物的顺式和反式构象进行几何全优化,得到两种优化结构α-BFBP(顺式优化结果)和β-BFBP(反式优化结果).两种优化结构的键长、键角计算值接近,并大多与实验值相一致,说明计算方法正确,计算结果可靠.比较两种优化结构的总能量,α-BFBP的总能量远低于β-BFBP,从热力学角度考虑,α-BFBP的稳定性远高于β-BFBP.比较两种优化结构的HOMO能级,α-BFBP的HOMO能级低于β-BFBP,说明α-BFBP的抗氧化能力强于β-BFBP.比较两种优化结构的前沿轨道间的能量间隙,α-BFBP的能量间隙高于β-BFBP,说明α-BFBP的基态稳定性更好,电子难以激发.总之,量子化学计算结果很好地佐证了实验结果.分析标题化合物采取顺式构象是由丙基锯齿链折叠端方向所决定的.

关键词：1、3-二(1-二茂铁磺酰基-2-苯并咪唑)丙烷、晶体结构、量化计算、优化结构、前沿分子轨道

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分类号：O6(化学)

资助基金：国家理科基地人才培育基金J0830417;西北大学博士后基金BK08008;陕西省自然科学基础研究计划项目2010JM2019;国家自然科学基金20931005

在线出版日期：2011-05-04（万方平台首次上网日期，不代表论文的发表时间）

页码：596-600