3,4-二硫方酸芳香性和气相酸性的理论研究

在 RHF/6-3 1 1 G* * ,RHF/6-3 1 1 +G* * 和 B3 LYP/6-3 1 1 +G* * 水平优化得到 3 ,4 -二硫方酸 ( 3 ,4 -二巯基 -3 -环丁烯 -1 ,2 -二酮 )三种平面构象异构体的平衡几何构型 .用 MP2 ( Full) /6-3 1 1 +G* * //RHF/6-3 1 1 +G* * 方法计算单点能量 ,发现 ZZ型异构体是能量最低构象 ,且 ZZ和 ZE型能量非常接近 .用优化的最稳定构象 ZZ型异构体在 RHF/6-3 1 1 G* * //RHF/6-3 1 1 G* * ,RHF/6-3 1 1 +G* * //RHF/6-3 1 1 +G* * ,MP2( Full) /6-3 1 1 +G* * //RHF/6-3 1 1 +G* *和 B3 LYP/6-3 1 1 +G* * //B3 LYP/6-3 1 1 +G* *水平计算其气相酸性( ΔG0 )和同键反应芳香性稳定化能 ( HASE) .用基团加和法 ( Group Increment Approach)在 RHF/6-3 1 1 +G* * //RHF/6-3 1 1 +G* *和 B3 LYP/6-3 1 1 +G* * //B3 LYP/6-3 1 1 +G* *水平计算其磁化率增量 ( Λ) .计算结果表明 ,标题化合物的同键反应芳香性稳定化能和磁化率增量均为负值 ,表明它具有芳香性 ,实现了标题化合物芳香性的几何。

1,2-二硫方酸的气相酸性和芳香性

在ＲＨＦ／６－３１１Ｇ、ＲＨＦ／６－３１１＋Ｇ 和Ｂ３ＬＹＰ／６－３１１＋Ｇ 水平，优化得到１，２－二硫方酸（３，４．二羟基－３－环丁烯－１，２－二硫酮）三种平面构象异构体的平衡几何构型．进一步用ＭＰＺ（ｆｕｌｌ）／６－３１１＋Ｇ 、／／ＲＨＦ／６－３１１＋Ｇ 方法计算三种异构体的单点能量，发现ＺＺ型异构体是能量最低构象，且ＺＺ和ＺＥ型能量非常接近．用优化的最稳定构象ＺＺ型异构体，在ＲＨＦ／６－３１１Ｇ ／／ＲＨＦ／６－３１１Ｇ 、ＲＨＦ／６．３１１＋Ｇ ／／ＲＨＦ／６－３１１＋Ｇ 、ＭＰＺ（ｆｕｌｌ）／６．３１１＋Ｇ ／／ＲＨＦ／６－３１１＋Ｇ 和Ｂ３ＬＹＰ／６－３１１＋Ｇ 斤Ｂ３ＬＹＰ／６－３１１＋Ｇ 水平，计算其气相酸性（△Ｇ＿２９８），并用同键反应方法在同样水平计算其芳香性稳定化能．用基团加和法（ｇｒｏｕｐｉｎｃｒｅｍｅｎｔａｐｐｒｏａｃｈ）在ＲＨＦ／６．３１１＋Ｇ ／／ＲＨＦ／６－３１１＋Ｇ 和Ｂ３ＬＹＰ／６－３１１＋Ｇ ／／Ｂ３ＬＴｈ／６－３１１＋Ｇ 水平计算其磁化率增量（ ）．计算结果指出，标题化合物的键长发生了平均化，芳香性稳定化能和磁化率增量均为负值，表明它具有芳香性。

气相酸性理论(Ⅰ)——脱质子能与氢电荷的相关

采用半经验自洽场法中的cNDO/2法和MNDO法作全几何优化,计算了多种酸及其共轭碱的电荷分布。考察了气相酸的脱质子能实验数据与酸性氢原子以及相连原子和共轭碱亲核原子的电荷,表明前者相关性比后两者好得多。说明酸性氢原子上的电荷是影响酸性的重要因素,而后两者并不重要。由此推断电荷分散使负离子趋于稳定的观点不能成为酸性规律的主要解释。

气相酸性理论(Ⅱ)——与氢相连的氢强度的影响

前文己报道氢电荷QH是影响酸性的重要因素,但仅限于CH、NH和OH酸,把与氢相连的原子B种类扩大到H、F、Si、P、S、Cl并用CNDO/2法作全几何优化进行研究时,发现脱质子能EDP与QH的相关性变劣,见表1.估计其原因与HB键强度有关,故须考虑HB键强度来研究EDP的规律。 键强度有热力学、量子化学等多种衡量方法,从热力学的角度,键能是键强度的普遍衡量,然而键能有不同的概念,一种是键解离能。

1,2-二硒方酸气相酸性和芳香性的理论研究

在RHF/6-311G~* *水平优化得到1,2-二硒方酸(3,4-二羟基-3-环丁烯-1,2-二硒酮)三种平面构象异构体的平衡几何构型.进一步用MP2(full)/6-311G^(?)∥RHF/6-311G^(?)方法计算三种异构体的单点能量,发现ZZ型异构体是能量最低构象,且ZZ和ZE型能量非常接近.用优化的最稳定构象ZZ型异构体在RHF/6-311G^(?)∥RHF/6-311G^(?),RHF/6-311+G^(?)∥RHF/6-311+G^(?),MP2(full)/6-311+G^(?)∥⌒RHF/6-311+G^(?)和B3LYP/6-311+G^(?)∥B3LYP/6-311+G^(?)水平计算其气相酸性[ΔG°(298k)]和同键反应芳香性稳定化能(HASE).用基团加和法(group increment approach)在RHF/6-311+G^(?)∥RHF/6-311+G^(?)和B3LYP/6-311+G^(?)∥B3LYP/6-311+G^(?)水平计算其磁化率增量(A).计算结果指出标题化合物的键长发生了平均化,同键反应芳香性稳定化能和磁化率增量均为负值,表明它具有芳香性,实现了标题化合物芳香性的几何、能量和磁性的判定.

磷杂硫烯酮及相关分子的结构和气相酸性的理论研究

使用Gaussian 98量子化学计算程序包中的HF法、密度泛理论(B3LYP)和MP2法,在6 311++G(d,p)和AUG CC PVTZ基组水平下,对磷杂硫烯酮及其相关分子进行了全优化几何构型的量子化学计算.计算结果表明:磷杂硫烯酮为累积双烯结构,其异构体有C≡P三键,二者的去质子负离子为累积双烯结构,中性分子和相关负离子都具有弯曲几何构型.计算的气相酸性表明;磷杂硫烯酮比异构体(Ⅱ)较难去质子化.

3,4-二硒方酸芳香性和气相酸性的理论研究

在ＲＨＦ／６－３１１Ｇ水平优化得到３，４－二硒方酸（３，４－二氢硒基－３－环丁烯－１，２－二酮）３ 种平面构象异构体的平衡几何构型。进一步用ＭＰ２（ｆｕｌｌ）／６－３１１Ｇ／／ＲＨＦ／／６－３１１Ｇ方法计算单点能量，发现ＺＺ型异构体是能量最低构象，且ＺＺ和ＺＥ型能量非常接近。用优化的最稳定构象ＺＺ型异构体在ＲＨＦ／６－３１１Ｇ／／ＲＨＦ／６－３１１Ｇ、ＲＨＦ／６－３１１＋ Ｇ／／ＲＨＦ／６－３１１＋ Ｇ、ＭＰ２（ｆｕｌｌ）／６－３１１＋ Ｇ／／ＲＨＦ／６－３１１＋ Ｇ 和Ｂ３ＬＹＰ／６－３１１＋ Ｇ／／Ｂ３ＬＹＰ／６－３１１＋ Ｇ水平计算其气相酸性（ΔＧ°）和同键反应芳香性稳定化能（ＨＡＳＥ）。用基团加和法（ｇｒｏｕｐ ｉｎｃｒｅｍ ｅｎｔ ａｐ－ｐｒｏａｃｈ ） 在 ＲＨＦ／６－３１１ ＋ Ｇ／／ＲＨＦ／６－３１１ ＋ Ｇ 和 Ｂ３ＬＹＰ／６－３１１ ＋ Ｇ／／Ｂ３ＬＹＰ／６－３１１＋ Ｇ水平计算其磁化率增量（Λ）。计算结果指出标题化合物的同键反应芳香性稳定化能和磁化率增量均为负值，表明它具有芳香性，实现了标题化合物芳香性的几何、能量和磁性的判定。