论文部分内容阅读
溶剂效应的理论和实验结论不仅对化学反应机理、物质谱学性质以及生物化学等方面的探究提供依据,更对筛选反应溶剂、优化反应条件具有现实意义。因此,对溶剂效应的研究一直都是化学领域的研究热点。本文运用FT-IR实验和高斯理论计算研究了醋酸乙烯酯的溶剂效应对其反应活性的影响及其规律。本文利用FT-IR实验研究了醋酸乙烯酯(VAc)在正己烷等12种非醇溶剂和甲醇等6种醇溶剂中羰基谱带(vexp=(C=O))的位移规律。运用密度泛函理论(DFT),选用B3LYP/6-311G*为基组,使用PCM和SMD溶剂模型分别计算了VAc在18种溶剂中的羰基频率(vcal(C=O))和溶剂化自由能,研究了vcal(C=O)与C=C键反应活性的关系。本文引入了四个单参数溶剂方程和两个多参数溶剂方程,分别与VAc在18种溶剂中的vexp(C=O)和vcal(C=O)进行相关分析。与单参数溶剂方程的分析结果表明,VAc的vcal(C=O)与KBM溶剂参数方程的线性相关性较好,但与其余溶剂参数方程线性相关性均不显著,说明PCM模型虽能较好地描述介电常数引起的溶剂效应,但不能全面地反映复杂的溶质-溶剂相互作用;vexp(C=O)与溶剂参数G相关性最好,与AN的相关性次之,与KBM和ET(30)的相关性较差。说明AN、 ET(30)、KBM、G四种单参数溶剂方程均能在一定程度上反映VAc的溶剂效应,但不能全面描述溶质-溶剂相互作用的本质。与多参数溶剂方程的分析结果表明,vexp(C=O)与Swain方程和LSER方程的相关性均较好。而LSER方程的优点在于,可以为不同类型的溶剂-溶质相互作用提供物理意义明确的解释。本文运用DFT B3LYP/6-311G*和从头计算方法研究了VAc与乙醇溶剂之间的氢键结构,研究结果表明,谱带Ⅰ归属为VAc羰基与醇溶剂之间不同种类的1:1氢键和1:2氢键作用所致,谱带Ⅱ归属为VAc羰基与醇溶剂之间的非专一性作用(范德华力作用)所致。通过FT-IR实验监测VAc的溶液聚合反应,利用VAc红外特征吸收峰的变化,研究不同溶剂对反应速率和转化率的影响。研究表明,甲醇溶剂体系中的VAc聚合反应转化率比正己烷、二氯甲烷溶剂体系中的高。由此说明,溶剂所致羰基频率可用于推测单体反应活性的大小,从而可为反应溶剂的选择提供依据。