异辛基乙二胺-TFA及TFS型质子化离子液体与水分子间氢键相互作用的研究

摘要：

异辛基乙二胺-三氟乙酸型(简称[HEtHex] [TFA])及异辛基乙二胺-三氟甲磺酸(简称[HEtHex][TFS])型质子化离子液体(Protic Ionic Liquid,PILs)的极性部位因具有两个氨基,因此亲水性较强,易于与水混溶.水分对离子液体的粘度、电导率等物理化学性质具有较大的影响,量子化学计算方法能够从微观结构研究离子液体与水分子间的氢键相互作用.因此,本研究采用DFT/M06-2X方法,在6-311G(d,p)基组条件下,对[HEtHex][TFA]及[HEtHex][TFS]型PILs与nH2O间形成的氢键相互作用进行了研究.首先,设计了[HEtHex][TFA]及[HEtH-ex][TFS]分别与nH2O(n=1,2,6)相结合的几种构型,并对其构型进行优化,分别得到了较稳定构型A1-A8及S1-S8.计算了PIL-nH2O分子间的基组重叠误差(basis set superposition error,BSSE)校正的相互作用能(△E0BSSE)、分子振动频率(△v)、二阶微扰能(E(2))及电子密度(ρc),同时,对其主要氢键部位进行约化密度梯度函数(reduced density gradient,RDG)分析.计算结果显示,PILs与水分子间主要形成N—H…O、O—H…N及O—H…O型氢键.随着[HEtHex][TFA]及[HEtHex][TFS]所结合水分子数量的增加,PILs与水分子间氢键相互作用随之增强.PIL-nH2O最稳定构型的稳定性为A8 (n=6) ＞A5(n=2)＞A4(n=1),S8(n=6)＞S7(n=2)＞S4(n=1).并且,[HEtHex][TFS]-nH2O间氢键作用强于[HEtHex][TFA]-nH2O间的氢键作用.

关键词：质子化离子液体;水分子;密度泛函理论;氢键作用

所属期刊栏目：39

分类号：O641.3(物理化学（理论化学）、化学物理学)

资助基金：宁夏自然科学基金项目;北方民族大学大学生创新训练计划项目

在线出版日期：2021-09-23（万方平台首次上网日期，不代表论文的发表时间）

页数：共9页

页码：273-281