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咪唑啉及其衍生物因含有特殊的结构和具备优异的缓蚀性能,在防腐工业的应用和科学研究中很受关注。本文以1-(2-硫脲乙基)-咪唑啉为基础,采用密度泛函理论研究了2-烷基-1-(2-硫脲乙基)-咪唑啉、2-芳基-1-(2-硫脲乙基)-咪唑啉和2-十一烷基-1-(2-硫脲乙基)-咪唑啉衍生物的分子结构与缓蚀性能之间的关系。根据分子设计原理,设计了31种分子,在B3LYP/6-311+G*计算水平上优化了所有分子的几何结构,计算了前线轨道、全局量化参量和局部量化参量。为进一步认识缓蚀机理,采用分子力学、分子动力学模拟研究碳链长n=11,13,15的2-烷基-1-(2-硫脲乙基)-咪唑啉在Fe(100)界面的吸附行为。通过研究,得出如下主要结论：1.采用密度泛函理论研究了1-(2-硫脲乙基)-咪唑啉的咪唑环上烷基、芳基和亲水基团对反应活性的影响。结果表明：6个烷基链长为n=9,11,13,15,17,19的1-(2-硫脲乙基)-2-烷基-咪唑啉的全局活性主要分布在咪唑环和亲水基的杂原子上,局部活性分布在咪唑环N1、N3原子和硫脲基的N8、C9、N10、S11原子上,碳链长度对分子的前线轨道分布和反应活性的影响都很小。12个1-(2-硫脲乙基)-2-芳基-咪唑啉的芳基结构不同,其全局活性分布也不同。局部活性分布在咪唑环的N1、C2、N3原子和硫脲基的N8、C9、N10、S11原子上。14个咪唑啉衍生物分子(包含分子2)的全局反应活性离域在咪唑环和亲水链上,局部活性分布在咪唑环N1原子和N3原子及亲水基N、C、O和S原子上,亲水基团对活性分布也有影响。2.通过分析十一烷基-1-(2-硫脲乙基)-咪唑啉分子结构的量化参数和缓蚀效率的关系,建立了一个预测(2-硫脲乙基)-咪唑啉的构效关系模型,该模型为：I=2441.75-1605.78ΔE+3186η+6151.14QN1,相关系数为0.9938。该模型计算的缓蚀效率Ical.和实验结果lexpt.比较发现,该模型可以预测其它类似结构分子的缓蚀性能。3.采用分子力学和分子动力学模拟了烷基链长n=11,13,15的1-(2-硫脲乙基)-2-烷基-咪唑啉分子在Fe(100)界面的吸附作用。结果表明,烷基链长n=15的1-(2-硫脲乙基)-2-烷基咪唑啉分子在Fe(100)界面的自组装膜的内聚能为89.12kJ-mol-1。在水溶液中,水分子与该缓蚀剂分子的相互作用降低了在Fe(100)界面的吸附强度,但烷基链长n=15的缓蚀剂的吸附能降低后值为302.23kJ-mol-1,仍然是这三个缓蚀剂中吸附能最大值,表明该分子在Fe(100)界面的吸附稳定性最好,具有较好的缓蚀性能。