几种人参皂甙分子和氯代苯酚衍生物振动光谱的理论研究

论文摘要

振动光谱的理论研究对于解释和理解光谱的实验结果,了解分子的结构、能级、电子组态以及化学键的性质等有着重要的作用。本论文利用计算与实验结合的手段研究了几种人参皂甙分子和氯代苯酚衍生物的结构和光谱,探究了分子结构和光谱特征之间的关系。在此基础上对氯代苯酚分子在银胶体溶液中的表面增强拉曼光谱做了研究。主要研究内容归纳为以下三部分:1、在B3LYP/6-311G水平上,优化计算得到二醇型人参皂甙Rh2、Rb3、Rd、Rg3和三醇型人参皂甙Re、Rh1、Rg2的稳定几何构型,在此基础上进行振动光谱计算,与实验测得的结果对比。由于一系列人参皂甙分子的甙元部分结构是相同的,因此这部分的光谱基本一致。差异在于二醇组和三醇组糖环的取代位置不同,同组各分子间糖环个数、环的种类有所不同导致了光谱的差异。2、对4-氯苯酚（4-CP）、二氯苯酚（2,6-DCP）、三氯苯酚（2,4,6-TCP）在MP2、HF、B3LYP和BLYP水平上,6-311+G（d,p）和6-311++G（df,pd）基组下进行结构优化和频率计算。在ADF程序下,BP86交换相关函数水平以及三-ξ极化（TZP）函数Slater型基组进行几何优化和频率计算。在势能分布计算基础上对振动进行了归属。分析了取代基位置的不同和个数的差异对光谱的影响。结构信息和光谱特征可以证实,取代基和酚环上各原子之间存在诱导效应,诱导效应的大小取决于取代基的电负性的强弱。3、在B3LYP水平下,使用6-31+G**（C,H,Cl,O）/Lanl2dz（Ag）基组研究了4-CP、2,6-DCP、2,4,6-TCP与Ag复合所产生的结构和振动频率。氯代苯酚分子在银胶体溶液中是通过氧原子吸附在银表面。2,6-DCP与4-CP相比,C-O键键长变短,这是由于羟基邻位被氯原子取代,增大了与Ag的相互作用所致。2,4,6-TCP与2,6-DCP相比,C-O键键长进一步变短,说明这种作用加强。

论文目录

• 内容提要
• 第1章 绪论
• §1.1 计算化学概述
• 1.1.1 理论计算的发展
• 1.1.2 振动光谱的理论模拟
• §1.2 研究分子振动光谱的理论方法
• 1.2.1 量子化学从头算法（ab initio）
• 1.2.2 密度泛函方法（DFT）
• 1.2.3 分子动态模拟方法
• §1.3 人参皂甙的研究现状
• 1.3.1 目前国内外人参皂甙开发应用进展
• 1.3.2 红外、拉曼光谱在人参皂甙分析中的应用
• 1.3.3 对人参皂甙的光谱研究存在的问题及结合理论计算的必要性
• §1.4 氯代苯酚的研究现状
• 1.4.1 研究氯代苯酚的意义
• 1.4.2 用SERS进行分析的意义
• 1.4.3 存在的问题及结合理论计算的必要性
• §1.5 本论文的选题及研究内容
• 第2章 几种人参皂甙分子结构和振动光谱的研究
• §2.1 前言
• §2.2 实验部分
• §2.3 计算方法和细节
• §2.4 人参皂甙RH2结果与讨论
• 2.4.1 Rh2结构特征及其参数
• 2.4.2 振动光谱分析
• 2.4.3 小结
• §2.5 人参皂甙RE结果与讨论
• 2.5.1 Re结构特征及其参数
• 2.5.2 人参皂甙Re分子振动光谱的指认
• 2.5.3 小结
• §2.6 本章小结
• 第3章 几种氯代苯酚衍生物结构和振动光谱的研究
• §3.1 前言
• §3.2 实验部分
• §3.3 计算方法和细节
• §3.4 结果与讨论
• 3.4.1 几何结构及其参数
• 3.4.2 振动光谱的指认
• §3.5 本章小结
• 第4章 氯代苯酚衍生物在银基底上吸附结构的研究
• §4.1 前言
• §4.2 实验部分
• §4.3 计算方法和细节
• §4.4 结果与讨论
• 4.4.1 几何结构及其参数
• 4.4.2 氯代苯酚衍生物的SERS光谱
• §4.5 本章小结
• 参考文献
• 附录:其它人参皂甙的振动光谱理论研究
• 附1.人参皂甙RG3分子的理论研究
• 附2.人参皂甙RD分子的理论研究
• 附3.人参皂甙RB3分子的理论研究
• 附4.人参皂甙RH1分子的理论研究
• 附5.人参皂甙RG2分子的理论研究
• 作者简历
• 致谢
• 摘要
• Abstract