异辛基乙二胺-酰基丙氨酸型质子化离子液体的分子间氢键相互作用

作者：刘佳鑫; 徐宇; 花儿^*

来源：化工学报, 2020, S1: 15-22.

• 酰基氨基酸离子液体
• 密度泛函理论
• 质子转移
• 分子间氢键作用

利用密度泛函理论M06-2X/6-311G(d,p)方法及基组条件下,对异辛基乙二胺-酰基丙氨酸型质子化离子液体[HEtHex]+[Acylala]-(Acyl=butanoyl,hexanoyl)的几何构型进行了优化,分别得到了5种较稳定构型S1～S5。结果显示,[HEtHex][Butlala]及[HEtHex][Hexlala]的基组重叠误差校正后的分子间相互作用能(ΔE0BSSE)均在-136.14～-117.26 kcal·mol-1(1 kcal·mol-1=4.182 kJ·mol-1)范围内,其中伯胺质子化构型(S1～S3)的相互作用能(-136.14～-127.01 kcal·mol-1)大于仲胺质子化构型(S4～S5)(-119.03～-117.26 kcal·mol-1)。由于[HEtHex][Acylala]阴阳离子间发生了质子转移而形成了较强的O—H…N型氢键,引起[HEtHex]+中N—H振动频率消失,并在2400～2815 cm-1处出现了较强的O—H的伸缩振动,即以分子与分子间的作用力键合。自然键轨道及分子中原子理论计算结果显示,[HEtHex][Acylala]间所形成氢键的稳定化能主要来源于[EtHex]分子中胺基N原子的孤对电子lp(N)与[Acylala]分子中羧基的反键轨道σ*(O—H)间的相互作用。并且分子间氢键能及二阶微扰能分别在18.69～24.19 kcal·mol-1及43.58～57.58 kcal·mol-1范围内,属于较强类型氢键作用。

• 单位
  北方民族大学; 化学与化学工程学院