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《氮雜杯4芳烴和rdx分子間相互作用密度泛函理論地研究論文》由會員上傳分享，免費在線閱讀，更多相關(guān)內(nèi)容在學(xué)術(shù)論文-天天文庫。
1、氮雜杯[4]芳烴與RDX分子問相互作用的密度泛函理論研究摘要火炸藥感度的降低及其廢水的處理是當今含能材料領(lǐng)域需迫切解決的重大課題。本文基于氮雜杯[4】芳烴衍生物易于合成以及N原子、杯芳烴環(huán)和硝基、疊氮取代基都具有一定的供電子能力，有利于和電子受體形成主客體復(fù)合物的前提，提出了一種創(chuàng)新方法：從十二種分別帶有硝基、氨基、迭氮取代基的氮雜杯[4]芳烴衍生物中尋找一種能與RDX形成較強分子問相互作用的主體，使之與RDX形成配合物的方案降低火炸藥感度、處理火炸藥廢水。如果考慮溶劑作用，由相互作用能所獲得的選擇性順序可能會發(fā)生改變，因此我們利用onsager溶劑模型對上述復(fù)合物的溶劑效應(yīng)進行了討論。1．在
2、B3LYP／6．311++G料水平上，計算了十二種復(fù)合物的全優(yōu)化構(gòu)型，通過頻率計算驗證了勢能面上的最低點；利用氫鍵的結(jié)構(gòu)判據(jù)，初步確定了主客體復(fù)合物之間的氫鍵，并根據(jù)氫鍵結(jié)構(gòu)特征，猜測了復(fù)合物相互作用能的大d,lIN序。2．在MP2(FC)／6．31l++G水木水平上，對上述復(fù)合物進行了能量計算，分析了相互作用能和扭曲能，并進行了BSSE和ZPEC校正。進而得到了十二種復(fù)合物氫鍵能的大小順序。3．對十二種復(fù)合物在B3LYP／6．311++G宰乖水平上進行了NBO分析。從總體上看，復(fù)合物(h)、(k)和(1)的電荷轉(zhuǎn)移是從RDX到氮雜杯【4]芳烴，而在復(fù)合物(a)、(b)、(c)、(d)、(e)
3、、(f)、(曲、(i)和(j)中，電荷轉(zhuǎn)移剛好相反；各個復(fù)合物的∥矽大d,JIN序表明了該復(fù)合體的氫鍵相互作用的大小順序，與結(jié)構(gòu)分析結(jié)果基本一致。4．對上述復(fù)合物在B3LYP／6—311++G木木水平上進行了AIM(atominmolecule)分析。結(jié)果得知，十二種復(fù)合體各鍵鞍點處電子密度P值均在0．002a．U～0．034a．u范圍內(nèi)；各臨界點處的拉普拉斯也都在Popelier建議的0．024a．U～O．139a．u范圍內(nèi)，．且．V2,oCrc)都為正值；表明主客體間形成了弱的分子間相互作用。而且通過電子密度P值的大小，得到了分子間相互作用能的大小順序，與能量和NBO分析大體相同。5．在2
4、63K-398K溫度范圍內(nèi)對十二種復(fù)合物在B3LYP／6—31l++G木木水平上進行了溫度效應(yīng)分析。結(jié)果表明，低溫有利于復(fù)合物的形成：而且通過對同一溫度下形成復(fù)合物的吉布斯自由能的比較發(fā)現(xiàn)，形成復(fù)合物(a．1)的難易程度由小到大順序為(j)<(h)<(k)<(1)<(曲<(e)<(i)<(b)<(f)<(a)<(d)<(c)，與結(jié)構(gòu)、能量和NBO分析的結(jié)果基本一致。6．對十二種復(fù)合物在B3LYP／6—31l++G半宰水平上進行了溶劑效應(yīng)分析。結(jié)果表明，復(fù)合物在介電常數(shù)為38．25-47．24溶劑中的分子間相互作用能與在氣相中相差不大，該介電常數(shù)范圍的溶劑對于復(fù)合物的形成有一定的影響。由計算結(jié)果
5、發(fā)現(xiàn)，采用間位取代的氨基四氮雜杯[2】芳烴[2]--嗪8來降低炸藥RDX感度，消除炸藥廢水中的RDX較為合適。關(guān)鍵詞：氮雜杯[4]芳烴，RDX，分子間相互作用，分子間氫鍵，密度泛函理論，AIM，溫度效應(yīng)，溶劑效應(yīng)DensityFunctionalTheoryStudiesonIntermolecularInteractionofAza—calix[4larenewithRDXAbstractItisessentialtodecreaseexplosivesensitivityanddisposeexplosivewastewaterinenergeticmaterialsfield．Becau
6、setheaza—calix[4]arenederivativesarepronetobesynthesizedaswellasNatomandtheringofcalixarenecanofferelectrontoformhost—guestcomplexwithelectronacceptor,allnewthoughtisofferedthatonecomplexinwhichintermolecularinteractionisthestrongestischosenfromtwelveaza-calix[4]arenederivative(amido，nit叫，azidosubst
7、ituted)complexeswithRDXtodecreasetheexplosivesensitivityanddisposetheexplosivewastewater．Sincetheselectivityorderobtainedfrominteractionenergiesmightbereversedaftertakingintoaccountthesolventeffects，t
