資源描述：
《氮雜杯__間_對_芳烴__三嗪與rdx氫鍵作用理論研究》由會員上傳分享，免費(fèi)在線閱讀，更多相關(guān)內(nèi)容在教育資源-天天文庫。
1、［文章編號］１０００－９０３５（２０１４）０３－０２０４－１０氮雜杯［２］－間／對－芳烴［２］三嗪與ＲＤＸ氫鍵作用理論研究彭濤１，史文靜＊，２，任福德１，高建峰１（１．中北大學(xué)理學(xué)院，山西太原０３００５１；２．山西醫(yī)科大學(xué)第三醫(yī)院，山西太原０３００５３）［摘要］利用ＭＰ２和ｍＰＷＰＷ９１方法，在６－３１１Ｇ＊＊和６－３１１＋＋Ｇ＊＊基組水平上研究了ＲＤＸ分別與硝基、氨基和迭氮基取代的氮雜杯［２］－間－芳烴［２］三嗪和氮雜杯［２］－對－芳烴［２］三嗪形成的分子間氫鍵相互作用，并借助自然鍵軌道（ＮＢＯ）和分子中的原子（ＡＩＭ）理論揭示了氫鍵的本質(zhì)．結(jié)果表明，氮雜杯［
2、２］－間－芳烴［２］三嗪復(fù)合物中氫鍵主要發(fā)生在ＲＤＸ與三嗪環(huán)及其取代基之間；氮雜杯［２］－對－芳烴［２］三嗪復(fù)合物中氫鍵主要發(fā)生在ＲＤＸ與杯芳烴環(huán)及其取代基之間．分子間相互作用能在－１８．８２～－４０．６２ｋＪ／ｍｏｌ之間；經(jīng)基組疊加誤差（ＢＳＳＥ）校正后，相互作用能順序?yàn)椋澹荆妗郑猓荆幔荆悖荆浜停濉洌荆狻洌荆妗洌荆帷洌荆洹洌荆恪洌畠深悘?fù)合物中，氨基取代的復(fù)合物分子間氫鍵強(qiáng)于硝基或疊氮基復(fù)合物分子間氫鍵，氨基氮雜杯［２］－對－芳烴［２］三嗪與ＲＤＸ形成的氫鍵最強(qiáng)，有望作為降低火炸藥感度、進(jìn)行火炸藥廢水處理的候選物．為獲得穩(wěn)定性較強(qiáng)的ＲＤＸ－氨基氮雜杯芳烴超分子炸
3、藥，應(yīng)該選取介電常數(shù)較大的溶劑．［關(guān)鍵詞］氮雜杯［２］芳烴［２］三嗪；ＲＤＸ；分子間氫鍵；ＭＰ２［中圖分類號］［學(xué)科代碼］１５０·３０［文獻(xiàn)標(biāo)識碼］Ｏ６４３ＡDOI:10.13563/j.cnki.jmolsci.2014.03.006引言０目前，開發(fā)ＲＤＸ基高能鈍感混合炸藥是含能材料領(lǐng)域研究的熱點(diǎn)［１－９］．氮雜杯芳烴三嗪與ＲＤＸ通過分子間相互作用形成的杯芳烴超分子炸藥，既具備杯芳烴柔韌性和立體環(huán)狀的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)，同時兼有ＲＤＸ和富氮三嗪環(huán)高能的優(yōu)點(diǎn)，可望解決現(xiàn)有炸藥高能與鈍感的矛盾．另一方面，由于它們之間的相互作用較強(qiáng)，氮雜杯芳烴衍生物已作為新的ＲＤＸ廢水處理劑
4、的候選物，開始受到人們的青睞［１０－１１］．近年來，我們制備了一系列氮雜杯芳烴三嗪與ＲＤＸ形成的復(fù)合物，初步的理論研究表明其分子間相互作用主要是氫鍵［１０－１１］．大量研究表明分子間氫鍵相互作用對混合炸藥的結(jié)構(gòu)和性質(zhì)有較大影響［１２－２４］．因此探索氮雜杯芳烴三嗪與ＲＤＸ分子間氫鍵相互作用，對高能低感混合炸藥的分子設(shè)計(jì)和綠色環(huán)保，具有重要的學(xué)術(shù)和應(yīng)用價值．氮雜杯芳烴三嗪有兩類：氮雜杯－間－芳烴三嗪和氮雜杯－對－芳烴三嗪（見圖１）．前者與ＲＤＸ形成的復(fù)合物能保持特定的立體環(huán)狀結(jié)構(gòu)，后者柔韌性好．基于氮雜杯芳烴三嗪易于合成以及其衍生物能收稿日期：２０１３－１２－１５
5、聯(lián)系人簡介：史文靜（１９７９－），女，碩士，主治醫(yī)師，主要從事藥物分子量子化學(xué)計(jì)算及臨床應(yīng)用研究．Ｅ－ｍａｉｌ：ｗｅｎｊｉｎｇｆｄ＠１２６．ｃｏｍ彭濤，等：氮雜杯［２］－間／對－芳烴［２］三嗪與ＲＤＸ氫鍵作用理論研究第３期２０５與ＲＤＸ形成氫鍵的事實(shí)［１０－１１］，本文利用量子化學(xué)方法，探索ＲＤＸ與帶有硝基、氨基和迭氮基的氮雜杯［２］－間／對－芳烴［２］三嗪形成的分子間氫鍵相互作用的規(guī)律和本質(zhì)，試圖從理論上找到能與ＲＤＸ形成較強(qiáng)分子間相互作用的氮雜杯芳烴三嗪，以期為ＲＤＸ高能低感混合炸藥的改進(jìn)及火炸藥廢水處理提供理論依據(jù)．圖１氮雜杯－間－芳烴三嗪和氮雜杯－對－芳
6、烴三嗪結(jié)構(gòu)示意圖計(jì)算方法１ＭＰ２方法已廣泛應(yīng)用于分子間相互作用本質(zhì)的探索中［１１，１６，２２，２４］．本文考慮到計(jì)算效率，首先在ＨＦ／６－３１１Ｇ＊＊／／ＡＭ１水平上得到每種復(fù)合物中最大相互作用能對應(yīng)的構(gòu)象；然后對所得構(gòu)象在ＭＰ２／６－３１１Ｇ＊＊水平上進(jìn)行結(jié)構(gòu)全優(yōu)化和頻率計(jì)算，得到勢能面上的極小點(diǎn)；利用ＭＰ２／６－３１１＋＋Ｇ＊＊方法進(jìn)行了相互作用能的計(jì)算，并考慮了基組疊加誤差（ＢＳＳＥ）［２５－２６］校正．Ｚｈａｏ和Ｒａｏ等［２７－２８］發(fā)現(xiàn)，對于密度泛函理論，ｍＰＷＰＷ９１方法計(jì)算得到的分子間相互作用能比Ｂ３ＬＹＰ的計(jì)算結(jié)果更接近實(shí)驗(yàn)值．因此本文也在ｍＰＷ
7、ＰＷ９１／６－３１１＋＋Ｇ＊＊水平上進(jìn)行了相互作用能計(jì)算．為揭示相互作用的本質(zhì)，進(jìn)行了ＮＢＯ［２９］和ＡＩＭ［３０］理論分析，并在ＭＰ２／６－３１１＋＋Ｇ＊＊水平上討論了溶劑介電常數(shù)對分子間相互作用的影響．所有計(jì)算均借助Ｇａｕｓｓｉａｎ０３［３１］程序包在服務(wù)器上進(jìn)行．相互作用能Ｄｅ定義為復(fù)合物的能量與單體總能量之差：上式中ΔＥｄｅｆ．和ΔＥｈｂ．分別表示單體的扭曲能和分子間氫鍵能．我們以前的研究表明，對于大［１１，３２］分子，扭曲能（定義為單體在復(fù)合物中骨架（ｆｒａｇ．）的能量與孤立單體的能量之差）是不能忽略的．因此相互作用能Ｄｅ可表示為Ｄｅ＝ΔＥｄｅｆ．＋Δ
8、Ｅｈｂ．．分子科學(xué)學(xué)報第
