吡啶及其衍生物稳定性的计算研究.doc

1毕业论文（设计）题目：吡啶及其衍生物稳定性的计算研究姓 名： 王瑞苗 学 号： P122014410 学 院： 化工学院 专 业： 化学工程与工艺 班 级： 12 级化学工程与工艺 1 班 指导老师： 张斌 2诚 信 声 明此毕业论文是本人在导师的认真指导下，对我这大学四年学习的总结和检阅，此篇论文是本人独立进行实验的研究结果除文中已加标注引用的内容外，论文中不包括其他个人或集体已经发表或撰写过的研究成果，也不含其他人已经发表过或使用过的材料对本文的研究做出重要贡献的个人及相关导师，均在文中明确标明特此申明声明人： 时间： 年 月 日31目录摘 要 .....................................................11. 前言 ...................................................31.1 绪论 ...............................................31.1.1 吡啶及其衍生物的研究意义 ......................31.1.2 吡啶及其衍生物的研究现状 ......................31.2 吡啶 ...............................................41.2.1 吡啶的物理性质 ................................41.2.2 吡啶的化学性质 ................................51.2.3 吡啶的存在与合成方法 ..........................51.2.4 吡啶的用途 ....................................61.3 2-氯吡啶 ...........................................61.3.1 2-氯吡啶的物理性质 ............................61.3.2 2-氯吡啶的制备方法 ............................71.3.3 2-氯吡啶的用途 ................................71.4 4-甲基吡啶 .........................................71.4.1 4-甲基吡啶的物理性质 ..........................71.4.2 4-甲基吡啶的化学性质 ..........................81.4.3 4-甲基吡啶的制备方法及用途 ....................81.5 2-氨基吡啶 .........................................91.5.1 2-氨基吡啶的物理性质 ..........................91.5.2 2-氨基吡啶的制备方法及用途 ....................921.6 2-羟基吡啶 ........................................101.6.1 2-羟基吡啶的物理性质 .........................101.6.2 2-羟基吡啶的化学性质 .........................101.6.3 2-羟基吡啶的制备方法及用途 ...................101.7 2-乙烯基吡啶 ......................................111.7.1 2-乙烯基吡啶的物理性质 .......................111.7.2 2-乙烯基吡啶的化学性质 .......................111.7.3 2-乙烯基吡啶的制备方法及用途 .................112. 实验方法与计算 ........................................122.1 实验方法简介 ......................................122.2 计算方法及概念简介 ................................133. 实验结果与讨论 ........................................163.1 分子结构图 ........................................163.2 电荷 ..............................................173.3 键长 ..............................................193.4 键角 ..............................................213.5 频率 ..............................................223.5.1 吡啶频率 .....................................223.5.2 2-氯吡啶频率 .................................233.5.3 4-甲基吡啶频率 ...............................243.5.4 2-氨基吡啶频率 ...............................243.5.5 2-羟基吡啶频率 ...............................2533.5.6 2-乙烯基吡啶频率 .............................263.6 偶极距 ............................................273.7 分子轨道 ..........................................273.8 静电势 ............................................304. 结论 ..................................................324.1 实验结论 ..........................................32参考文献 .................................................33答 谢 ..................................................341吡啶及其衍生物稳定性的计算研究专业：化学工程与工艺 姓名：王瑞苗 指导教授：张斌摘 要 从头算计算方法是量子化学中最可靠、最严格、最有前途的计算方法。

它可达到相当高的精度，此方法被誉为“特殊的实验”本实验就是通过从头算的理论分析和计算，在多种水平下对吡啶、2-氯吡啶、4-甲基吡啶、2-氨基吡啶、2-羟基吡啶及 2-乙烯基吡啶六中分子进行几何构型全优化，基于键长、键角、能量、电荷、偶极矩、分子轨道（FMO）、静电势、频率等参数的计算分析，揭示其结构特征并由此得出结论取代基的种类和位置对键长、键角及电荷都有一定的影响，根据各参数值的不同也可判断分子的稳定性和对称性该实验计算研究可为系统研究吡啶及其衍生物提供理论参考全部计算工作在 Gaussian03 程序下完成关键词 吡啶及其衍生物，从头算法，几何构型ABSTRACTThe ab initio calculation method is the most reliable, rigorous and promising method in quantum chemistry. It can achieve quite high accuracy, and this method is known as "special experiment". This experiment is via ab initio theoretical analysis and calculation, at a variety of levels of pyridine, 2 - Chloropyridine, 4 - methyl pyridine, 2 - 2aminopyridine, 2-hydroxy pyridine and 2 - vinyl pyridine six molecules of full geometry optimization, bond lengths, bond angles, energy, charge, dipole moment, molecular orbital (FMO), electrostatic potentials, and frequency parameters calculation based on analysis, reveal the characteristics of structure and thus draw the conclusion. The type and position of substituents have a certain effect on bond length, bond angle and charge, and the stability and symmetry of the molecule can be judged according to the different parameters. This study can provide a theoretical reference for the study of pyridine and its derivatives. All calculations are completed under the Gaussian03 program.Key words：Pyridine and its derivatives,Ab initio calculation method, Geometric configuration31. 前言1.1 绪论1.1.1 吡啶及其衍生物的研究意义吡啶及其衍生物统称为吡啶碱，广泛应用于诸如医药、食品和合成材料等生产和生活的各个领域。

吡啶及其衍生物广泛存在于自然界中，主要存在于某些酶及生物碱内吡啶是无色液体，有特殊的气味，易燃、易爆、有毒是危险化学品吡啶的水溶液呈碱性其用途已渗透到国民经济的各个领域中，受到各界的普遍关注本研究在全面了解吡啶及其衍生物的结构和性质的基础上，通过理论分析和计算，确定其几何及能量参数随着国内市场对丁苯吡啶胶乳、饲料添加剂及农药等需求的增长，吡啶及其衍生物成熟的工业化生产技术，迫切地摆在人们的面前，因而全面研究吡啶及其衍生物是十分必要的本实验计算研究可为吡啶及其衍生物生产技术的发展提供一些借鉴1.1.2 吡啶及其衍生物的研究现状吡啶及其衍生物在化工生产中占有重要地位，应用非常广泛目前对吡啶及其衍生物的研究大多都集中在合成方法上通过对其合成工艺及设备的改进以及新催化材料的开发，来提高产值和经济4效益，在理论分析和计算方面的研究并不多吡啶及其衍生物有两种基本生产工艺，一是传统方法，从炼焦副产品中分离和回收，这种方法生产力不高且杂质较多；如今普遍采用的。