应用分子形貌理论和Fukui函数对呋喃和吡咯及其衍生物性质的理论研究

【作者】 宋淼； 朱尊伟； 赵东霞； 杨忠志；

【机构】 辽宁师范大学化学化工学院；

【摘要】 分子形貌[1,2]不仅可以用来表征分子的外轮廓形状,也能描述电子密度和Fukui函数[3, 4]。我们应用分子形貌理论,优化和获得furan、pyrrole分子以及他们的44个衍生物的几何结构,得到这些化合物中各化学键的键长,第一电离能以及环心处单电子作用势的绝对值D_pr,探究取代基对这些化合物性质的影响。计算了furan、pyrrole分子以及44个他们的衍生物中各化学键的单电子作用势的势垒D_pb。并得到这些体系的分子形貌。对于furan、pyrrole分子中H2原子被-F﹑-Cl﹑-Br﹑-CN﹑-NO₂﹑-OH﹑-COOH﹑-OCH₃﹑-NH₂﹑-NHCH₃﹑-CH₃共11种取代基取代形成的体系中,他们的C-H化学键的D_pb数值大小顺序为C5-H5>C3-H3>C4-H4,而他们的H3原子被取代形成的体系中, C-H化学键的D_pb数值的大小顺序为C2-H2>C5-H5>C4-H4。因此我们可以得到C4-H4化学键的D_pb数值最小, C4-H4化学键容易断裂,亲电反应的位点为C4原子。对于furan、pyrrole分子中H2原子被取代形成的体系, C5原子区域边界轮廓处的f-（r）值较大,反应位点位于C5原子区域;而对于H3原子被取代形成的体系,C2和C5原子区域的f-（r）值比较大,他们所在的区域附近为亲电反应的可能位点。为研究取代基对取代物性质的影响以及探究其它五元杂环化合物亲电反应活性位点判断提供了理论参考。更多还原