噻唑类分子光谱和热力学性质的理论计算

论文摘要

本文对实验合成的三种具有生物活性的噻唑类植物抗病诱导剂分子进行理论计算研究。采用密度泛函理论在B3LYP/6-311+G*水平上对N-（1,3-噻唑-2-基）-1,2,3-苯并噻二唑-7-甲酰胺化合物分子可能的异构体进行分子几何结构优化和频率计算。结果显示,最稳定异构体分子的酰胺基团与噻唑环共平面,苯环与噻二唑环共平面,分子由两个共轭平面组成,其二面角为30°左右。计算得到其红外和拉曼光谱,温度与热力学性质的关系式。在B3LYP/6-311+G*水平上计算研究了N-苯基-N′-（1,3-噻唑-2-基）-1,2,3-苯并噻二唑-7-甲脒和N-异丙基-N′-（1,3-噻唑-2-基）-1,2,3-苯并噻二唑-7-甲脒的结构性质。计算结果表明,两种化合物分子结构中均存在N-H···N分子内氢键,分子结构中存在较强的共轭效应,从而使分子结构较稳定。计算结果得到N-苯基-N′-（1,3-噻唑-2-基）-1,2,3-苯并噻二唑-7-甲脒分子的红外与拉曼光谱以及不同溶剂相下的电子吸收光谱和不同温度下的热力学性质,为该类化合物构效关系的研究奠定了基础;同时,计算结果表明N-异丙基-N′-（1,3-噻唑-2-基）-1,2,3-苯并噻二唑-7-甲脒分子具有较好的紫外光谱活性,其最大吸收在381.82 nm,属于紫外可见光区。2-（甲苯-4-磺酰胺基）-苯甲酸衍生物是系列磺胺类药物的原料,本文在B3LYP/6-31++G**水平对2-（甲苯-4-磺酰胺基）-苯甲酸分子进行几何构型优化和频率的计算,得到红外光谱,拉曼光谱和不同温度下的热力学性质。结果显示,该分子羧基的碳氧原子、磺酰胺基的氮原子与苯环形成不同的离域大π键,空间位阻效应和共轭效应使两个苯环不在同一平面,二面角为63.2°。使用含时密度泛函理论方法计算第一激发态的电子垂直跃迁能,得到最大吸收波长为312.7 nm,属于近紫外区,这与该分子在二氯甲烷溶剂中的实验测得值307 nm一致。

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 目录
• 第一章 前言
• 1.1 苯并噻二唑类植物抗病激活剂
• 1.2 苯并噻二唑类植物诱导抗病激活剂的构效关系研究
• 第二章 密度泛函理论
• 2.1 量子化学的发展史
• 2.2 量子化学计算方法
• 2.2.1 ab-initio 从头计算方法
• 2.2.2 半经验计算方法
• 2.3 密度泛函理论
• 2.3.1 Thomas-Fermi 模型
• 2.3.2 密度泛函理论基础
• 2.3.3 Kohn-Sham 方程
• 2.3.4 密度泛函近似函数
• 2.3.5 含时密度泛函理论
• 第三章 苯并噻二唑衍生物结构性质的理论研究
• 3.1 N-（1,3-噻唑-2-基）-1,2,3-苯并噻二唑-7-甲酰胺
• 3.1.1 结构分析
• 3.1.2 振动分析
• 3.1.3 分子轨道与电子吸收光谱
• 3.1.4 自然键轨道分析
• 3.1.5 气态热力学性质
• 3.2 N-苯基-N′-（1,3-噻唑-2-基）-1,2,3-苯并噻二唑-7-甲脒
• 3.2.1 结构分析
• 3.2.2 振动分析
• 3.2.3 分子轨道与电子吸收光谱
• 3.2.4 自然键轨道分析
• 3.2.5 气态热力学性质
• 3.3 N-异丙基-N′-（1,3-噻唑-2-基）-1,2,3-苯并噻二唑-7-甲脒
• 3.3.1 结构分析
• 3.3.2 振动分析
• 3.3.3 分子轨道与电子吸收光谱
• 3.3.4 自然键轨道分析
• 3.3.5 热力学性质
• 3.4 本章小结
• 第四章 2-（甲苯-4-磺酰胺基）-苯甲酸结构性质理论研究
• 4.1 引言
• 4.2 结构分析
• 4.3 振动分析
• 4.4 分子轨道与电子吸收光谱
• 4.5 分子的气态热力学性质
• 4.6 本章小结
• 结论
• 参考文献
• 致谢
• 攻读硕士学位期间论文发表情况