利用密度泛函理论M06-2X方法,在6-311G(d,p)水平下,对由N-烷基乙二胺阳离子[HAlkyl]+(Alkyl=Hex,Oct,EtHex)与三氟乙酸阴离子[TFA]-形成的[HHex][TFA],[HOct][TFA]及[HEtHex][TFA]型质子化离子液体(PILs)的离子对进行了理论研究.通过几何优化和分子振动频率分析3种PILs均得到5种较稳定构型[HAlkyl][TFA]S1～S5.结果表明,[HAlkyl]+与[TFA]-间发生了质子转移形成了O—H…N型氢键.3种PILs的基组重叠误差校正后的分子间相互作用能(ΔEBSSEint)在-449.91～-522.87 kJ/mol范围内.由于分子间形成了较强的O—H…N氢键作用,引起N—H振动频率消失,在2200～2700 cm-1范围内出现了较强的O—H键振动.通过自然键轨道(NBO)及分子中原子(AIM)理论计算,研究了分子间氢键作用的相对强度及其对分子构型稳定性的影响.NBO分析结果表明,其稳定化能主要源自于[HAlkyl]的氨基中孤对电子LP(N)与[TFA]中O—H反键轨道 σ?(H—O)间的相互作用,即LP(N)→σ?(H—O).并探讨了阳离子部位[HAlkyl]+的质子化位置以及烷基链长、 支链的引入对[HAlkyl]与[TFA]间氢键作用强度的影响.
质子化离子液体 密度泛函理论 分子间氢键作用 自然轨道理论 分子中原子理论