基于密度泛函理论的羟胺阻聚剂的筛选与应用

研究了羟胺类阻聚剂的阻聚作用与其分子有关电子结构性质之间的关系。用密度泛函理论(DFT)B3LYP方法在6-31g(d)基组水平上得到了5种羟胺分子的前线轨道图及其能量值,并计算了与羟胺阻聚作用有关的电子结构性质。通过理论分析和实验相结合的方法,发现了阻聚作用强的羟胺分子具有HOMO轨道电子离域度高、能隙小、分子硬度高、电负性和亲电性低等特点。且在这几种影响羟胺阻聚作用的因素中,能隙、分子硬度、电负性和亲电性的影响更大,HOMO轨道电子离域度影响较小。通过拟合阻聚诱导期与分子亲电性之间的曲线,发现二者之间存在线性关系。此外,羟胺与2-仲丁基-4,6-二硝基酚(DNBP)的协同作用也可以用DFT计算加以解释,进一步证明了DFT计算对阻聚剂的选择和优化具有重要作用。