石油中含氮化合物碱性的分子模拟研究

摘要：

利用密度泛函理论的量子力学从头算法,计算石油中含氮化合物与H+质子的结合能,考察其碱性的强弱.计算中采用COSMO(conductor-like screen model)模型模拟溶剂的介质环境.结果表明,在水溶剂中,含氮化合物与H+质子结合的强弱与其碱性强弱具有线性关系:与H+结合得越强,其碱性就越强;反之,则越弱.因此,可以算出它们在水溶剂中与H+结合能的高低,判断其碱性的强弱.脂肪胺、非芳香杂环氮化物与H+质子的结合能约在(-660～640)kJ/mol之间,毗啶、芳香胺和吡咯类氮化物分别约为(-620,-590,-510)kJ/mol,它们的碱性依次减弱.氮原子上连接烷基、苯基基团会对含氮化物的碱性有一定的影响.随着芳香胺结构中苯基数的增加,与H+结合能力逐渐减弱,碱性也逐渐减弱.芳香环的并入对五员和六员杂环氮化物碱性的影响有所不同.溶剂性质会影响含氮化合物的碱性;随着溶剂极性的减弱,含氮化合物与H+结合得越强,其碱性也越强;在不同溶剂中,含氮化合物碱性相对强弱的顺序会发生变化.

关键词：含氮化合物、碱性、量子力学、分子模拟、溶剂化效应

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分类号：TQ015.9;TP391.9;O6-39(一般性问题)

资助基金：国家重点基础研究发展规划9732006CB202505

在线出版日期：2009-11-09（万方平台首次上网日期，不代表论文的发表时间）

页数：共4页

页码：971-974