丙酸、2-氯丙酸及其乙酯红外吸收光谱的溶剂效应研究

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本文采用傅里叶变换红外光谱手段,考察了正己烷等单溶剂体系和四氯化碳/正己烷、氯仿/正己烷、乙醇/正己烷等二元溶剂体系中丙酸、2-氯丙酸及其乙酯的羰基红外吸收峰的位置和强度,联系溶剂接受因子AN,线性溶剂化能关系式LSER和介电常数相关式KBM,解析了相应溶剂体系中的溶剂效应。并通过量子化学计算了二元溶剂体系中可能存在的质剂作用结构的相应红外光谱吸收频率,验证相应溶剂效应作用的实质。本文首次以丙酸、2-氯丙酸、丙酸乙酯和2-氯丙酸乙酯为对象,研究溶剂效应对相应溶质羰基红外光谱的影响。分别通过与丙酸及其乙酯的比较,将2-氯丙酸中α-氯原子的吸电子诱导作用,以及乙酯中α-氯原子对羰基的位阻效应引入体系,解释了相应羰基吸收峰的特殊变化规律,为溶剂效应的研究提供了一定的参考信息。通过比较单溶剂体系中AN值、KBM公式和LSER公式与四种溶剂羰基峰间的相关性,确定了LSER公式在描述溶剂效应方面的适用性,此外根据2-氯丙酸及其乙酯羰基在醇溶剂中吸收频率数据的反常变化情况,联系醇分子的自缔合作用以及溶质分子内部的位阻效应,提出了LSER公式没有将空间位阻等影响因素考虑在内的观点,为优化LSER公式、探寻更适合描述溶剂效应的参数提供了有力信息。本文首次结合量子化学计算通过DFT的B3LYP/6-31G(d,p)方法,对二元溶剂体系中可能存在的质剂作用结构进行了几何构型优化,并计算出相应的红外光谱吸收频率,结合实验结果,验证据实验结果所作出的推导结构,探究溶剂体系中质剂间相互作用的实质。
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