1、应用化学专业毕业论文 精品论文 氮杂杯6芳烃与 HMX 分子间相互作用的密度泛函研究关键词：氮杂杯芳烃 分子间氢键 密度泛函理论 温度效应 溶剂效应摘要：火炸药感度的降低及其废水的处理是当今含能材料领域需迫切解决的重大课题。本文基于氮杂杯6芳烃衍生物易于合成以及 N 原子和杯芳烃环都具有一定的供电子能力，有利于和电子受体形成主客体复合物的前提，提出了一种创新方法：从十二种分别带有硝基、氨基、迭氮取代基的氮杂杯6芳烃衍生物中寻找一种能与 HMX 形成较强分子间相互作用的主体，使之与 HMX 形成配合物的方案降低火炸药感度、处理火炸药废水。如果考虑溶剂作用，由相互作用能所获得的选择性顺序可能会发生
2、改变，因此我们利用 onsager 溶剂模型对上述复合物的溶剂效应进行了讨论。 1.在 B3LYP/6-311+G*水平上，计算了十二种复合物的全优化构型，通过频率计算验证了势能面上的最低点；利用氢键的结构判据，初步确定了主客体复合物之间的氢键，并根据氢键结构特征，猜测了复合物相互作用能的大小顺序。 2.在 MP2(FC)/6-311+G*水平上，对上述复合物进行了能量计算，分析了相互作用能和扭曲能，并进行了 BSSE 和ZPEC 校正。进而得到了十二种复合物氢键能的大小顺序。 3.对十二种复合物在 B3LYP/6-311HG*水平上进行了 NBO 分析。从总体上看，复合物(a)、(b)、(c
3、)、(d)、(f)和(h)的电荷转移是从 HMX 到氮杂杯6芳烃，而在复合物(e)、(g)、(i)、(j)、(k)和(l)中，电荷转移刚好相反；在这些复合物中，E(2)的大小顺序是 Ec(2)gt;Ef(2)gt;Ei(2)gt;Eg(2)gt;Eb(2)gt;Ej(2)gt;Ed(2)gt;Eh(2)gt;Ea(2)gt;Ee(2)gt;El(2)gt;Eh(2)。复合物(c)更容易形成氢键，与结构和能量分析结果基本一致。 4.结合复合物(a-1)的温度效应分析可知，低温更有利于复合物的形成，对比 298.15K 时形成复合物的吉布斯自由能可知，形成复合物(a-1)的困难程度由小到大顺序为(
4、g)lt;(h)lt;(d)lt;(f)lt;(b)lt;(c)lt;(k)lt;(i)lt;(l)lt;(a)lt;(j)lt;(e)，与前面结构、能量和 NBO 分析的结果不尽相同，则说明热力学对于复合物的形成影响很小，形成复合物的反应有可能受动力学控制。 5.对十二种复合物在 B3LYP/6-311+G*水平上进行了溶剂效应分析。结果表明，复合物在介电常数为 38.2547.25 溶剂中的分子间相互作用能与在气相中相差不大，该介电常数范围的溶剂对于复合物的形成影响较小。 6.对上述复合物在B3LYP/6-311+G*水平上进行了 AIM(Atoms In Molecules)分析。结果得
5、知，十二种复合体各键鞍点处电子密度 p 值均在 0.0020.034a.u 范围内；各临界点处的拉普拉斯也都在 Popelier 建议的 0.0240.139a.u 范围内，且2p(rc)都为正值；表明主客体间形成了弱的分子间相互作用。而且通过电子密度 p 值的大小，得到了分子间相互作用能的大小顺序，与能量和 NBO 分析大体相同。 由计算结果发现，采用对氨基氮杂杯6芳烃(Mc)来降低炸药 HMX 感度，消除炸药废水中的 HMX 较为合适。正文内容火炸药感度的降低及其废水的处理是当今含能材料领域需迫切解决的重大课题。本文基于氮杂杯6芳烃衍生物易于合成以及 N 原子和杯芳烃环都具有一定的供电子能
6、力，有利于和电子受体形成主客体复合物的前提，提出了一种创新方法：从十二种分别带有硝基、氨基、迭氮取代基的氮杂杯6芳烃衍生物中寻找一种能与 HMX 形成较强分子间相互作用的主体，使之与 HMX 形成配合物的方案降低火炸药感度、处理火炸药废水。如果考虑溶剂作用，由相互作用能所获得的选择性顺序可能会发生改变，因此我们利用 onsager 溶剂模型对上述复合物的溶剂效应进行了讨论。 1.在 B3LYP/6-311+G*水平上，计算了十二种复合物的全优化构型，通过频率计算验证了势能面上的最低点；利用氢键的结构判据，初步确定了主客体复合物之间的氢键，并根据氢键结构特征，猜测了复合物相互作用能的大小顺序。
7、2.在 MP2(FC)/6-311+G*水平上，对上述复合物进行了能量计算，分析了相互作用能和扭曲能，并进行了 BSSE 和ZPEC 校正。进而得到了十二种复合物氢键能的大小顺序。 3.对十二种复合物在 B3LYP/6-311HG*水平上进行了 NBO 分析。从总体上看，复合物(a)、(b)、(c)、(d)、(f)和(h)的电荷转移是从 HMX 到氮杂杯6芳烃，而在复合物(e)、(g)、(i)、(j)、(k)和(l)中，电荷转移刚好相反；在这些复合物中，E(2)的大小顺序是 Ec(2)gt;Ef(2)gt;Ei(2)gt;Eg(2)gt;Eb(2)gt;Ej(2)gt;Ed(2)gt;Eh(2
8、)gt;Ea(2)gt;Ee(2)gt;El(2)gt;Eh(2)。复合物(c)更容易形成氢键，与结构和能量分析结果基本一致。 4.结合复合物(a-1)的温度效应分析可知，低温更有利于复合物的形成，对比 298.15K 时形成复合物的吉布斯自由能可知，形成复合物(a-1)的困难程度由小到大顺序为(g)lt;(h)lt;(d)lt;(f)lt;(b)lt;(c)lt;(k)lt;(i)lt;(l)lt;(a)lt;(j)lt;(e)，与前面结构、能量和 NBO 分析的结果不尽相同，则说明热力学对于复合物的形成影响很小，形成复合物的反应有可能受动力学控制。 5.对十二种复合物在 B3LYP/6-3
9、11+G*水平上进行了溶剂效应分析。结果表明，复合物在介电常数为 38.2547.25 溶剂中的分子间相互作用能与在气相中相差不大，该介电常数范围的溶剂对于复合物的形成影响较小。 6.对上述复合物在B3LYP/6-311+G*水平上进行了 AIM(Atoms In Molecules)分析。结果得知，十二种复合体各键鞍点处电子密度 p 值均在 0.0020.034a.u 范围内；各临界点处的拉普拉斯也都在 Popelier 建议的 0.0240.139a.u 范围内，且2p(rc)都为正值；表明主客体间形成了弱的分子间相互作用。而且通过电子密度 p 值的大小，得到了分子间相互作用能的大小顺序，
10、与能量和 NBO 分析大体相同。 由计算结果发现，采用对氨基氮杂杯6芳烃(Mc)来降低炸药 HMX 感度，消除炸药废水中的 HMX 较为合适。火炸药感度的降低及其废水的处理是当今含能材料领域需迫切解决的重大课题。本文基于氮杂杯6芳烃衍生物易于合成以及 N 原子和杯芳烃环都具有一定的供电子能力，有利于和电子受体形成主客体复合物的前提，提出了一种创新方法：从十二种分别带有硝基、氨基、迭氮取代基的氮杂杯6芳烃衍生物中寻找一种能与 HMX 形成较强分子间相互作用的主体，使之与 HMX 形成配合物的方案降低火炸药感度、处理火炸药废水。如果考虑溶剂作用，由相互作用能所获得的选择性顺序可能会发生改变，因此我
11、们利用 onsager 溶剂模型对上述复合物的溶剂效应进行了讨论。 1.在 B3LYP/6-311+G*水平上，计算了十二种复合物的全优化构型，通过频率计算验证了势能面上的最低点；利用氢键的结构判据，初步确定了主客体复合物之间的氢键，并根据氢键结构特征，猜测了复合物相互作用能的大小顺序。 2.在 MP2(FC)/6-311+G*水平上，对上述复合物进行了能量计算，分析了相互作用能和扭曲能，并进行了 BSSE 和 ZPEC 校正。进而得到了十二种复合物氢键能的大小顺序。 3.对十二种复合物在 B3LYP/6-311HG*水平上进行了 NBO 分析。从总体上看，复合物(a)、(b)、(c)、(d)
12、、(f)和(h)的电荷转移是从 HMX 到氮杂杯6芳烃，而在复合物(e)、(g)、(i)、(j)、(k)和(l)中，电荷转移刚好相反；在这些复合物中，E(2)的大小顺序是 Ec(2)gt;Ef(2)gt;Ei(2)gt;Eg(2)gt;Eb(2)gt;Ej(2)gt;Ed(2)gt;Eh(2)gt;Ea(2)gt;Ee(2)gt;El(2)gt;Eh(2)。复合物(c)更容易形成氢键，与结构和能量分析结果基本一致。 4.结合复合物(a-1)的温度效应分析可知，低温更有利于复合物的形成，对比 298.15K时形成复合物的吉布斯自由能可知，形成复合物(a-1)的困难程度由小到大顺序为(g)lt;(
13、h)lt;(d)lt;(f)lt;(b)lt;(c)lt;(k)lt;(i)lt;(l)lt;(a)lt;(j)lt;(e)，与前面结构、能量和 NBO 分析的结果不尽相同，则说明热力学对于复合物的形成影响很小，形成复合物的反应有可能受动力学控制。 5.对十二种复合物在B3LYP/6-311+G*水平上进行了溶剂效应分析。结果表明，复合物在介电常数为 38.2547.25 溶剂中的分子间相互作用能与在气相中相差不大，该介电常数范围的溶剂对于复合物的形成影响较小。 6.对上述复合物在 B3LYP/6-311+G*水平上进行了 AIM(Atoms In Molecules)分析。结果得知，十二种复
14、合体各键鞍点处电子密度 p 值均在 0.0020.034a.u 范围内；各临界点处的拉普拉斯也都在 Popelier 建议的 0.0240.139a.u 范围内，且2p(rc)都为正值；表明主客体间形成了弱的分子间相互作用。而且通过电子密度 p 值的大小，得到了分子间相互作用能的大小顺序，与能量和 NBO 分析大体相同。 由计算结果发现，采用对氨基氮杂杯6芳烃(Mc)来降低炸药 HMX 感度，消除炸药废水中的 HMX 较为合适。火炸药感度的降低及其废水的处理是当今含能材料领域需迫切解决的重大课题。本文基于氮杂杯6芳烃衍生物易于合成以及 N 原子和杯芳烃环都具有一定的供电子能力，有利于和电子受体
15、形成主客体复合物的前提，提出了一种创新方法：从十二种分别带有硝基、氨基、迭氮取代基的氮杂杯6芳烃衍生物中寻找一种能与 HMX 形成较强分子间相互作用的主体，使之与 HMX 形成配合物的方案降低火炸药感度、处理火炸药废水。如果考虑溶剂作用，由相互作用能所获得的选择性顺序可能会发生改变，因此我们利用 onsager 溶剂模型对上述复合物的溶剂效应进行了讨论。 1.在 B3LYP/6-311+G*水平上，计算了十二种复合物的全优化构型，通过频率计算验证了势能面上的最低点；利用氢键的结构判据，初步确定了主客体复合物之间的氢键，并根据氢键结构特征，猜测了复合物相互作用能的大小顺序。 2.在 MP2(FC
16、)/6-311+G*水平上，对上述复合物进行了能量计算，分析了相互作用能和扭曲能，并进行了 BSSE 和 ZPEC 校正。进而得到了十二种复合物氢键能的大小顺序。 3.对十二种复合物在 B3LYP/6-311HG*水平上进行了 NBO 分析。从总体上看，复合物(a)、(b)、(c)、(d)、(f)和(h)的电荷转移是从 HMX 到氮杂杯6芳烃，而在复合物(e)、(g)、(i)、(j)、(k)和(l)中，电荷转移刚好相反；在这些复合物中，E(2)的大小顺序是 Ec(2)gt;Ef(2)gt;Ei(2)gt;Eg(2)gt;Eb(2)gt;Ej(2)gt;Ed(2)gt;Eh(2)gt;Ea(2)
17、gt;Ee(2)gt;El(2)gt;Eh(2)。复合物(c)更容易形成氢键，与结构和能量分析结果基本一致。 4.结合复合物(a-1)的温度效应分析可知，低温更有利于复合物的形成，对比 298.15K时形成复合物的吉布斯自由能可知，形成复合物(a-1)的困难程度由小到大顺序为(g)lt;(h)lt;(d)lt;(f)lt;(b)lt;(c)lt;(k)lt;(i)lt;(l)lt;(a)lt;(j)lt;(e)，与前面结构、能量和 NBO 分析的结果不尽相同，则说明热力学对于复合物的形成影响很小，形成复合物的反应有可能受动力学控制。 5.对十二种复合物在B3LYP/6-311+G*水平上进行了
18、溶剂效应分析。结果表明，复合物在介电常数为 38.2547.25 溶剂中的分子间相互作用能与在气相中相差不大，该介电常数范围的溶剂对于复合物的形成影响较小。 6.对上述复合物在 B3LYP/6-311+G*水平上进行了 AIM(Atoms In Molecules)分析。结果得知，十二种复合体各键鞍点处电子密度 p 值均在 0.0020.034a.u 范围内；各临界点处的拉普拉斯也都在 Popelier 建议的 0.0240.139a.u 范围内，且2p(rc)都为正值；表明主客体间形成了弱的分子间相互作用。而且通过电子密度 p 值的大小，得到了分子间相互作用能的大小顺序，与能量和 NBO 分
19、析大体相同。 由计算结果发现，采用对氨基氮杂杯6芳烃(Mc)来降低炸药 HMX 感度，消除炸药废水中的 HMX 较为合适。火炸药感度的降低及其废水的处理是当今含能材料领域需迫切解决的重大课题。本文基于氮杂杯6芳烃衍生物易于合成以及 N 原子和杯芳烃环都具有一定的供电子能力，有利于和电子受体形成主客体复合物的前提，提出了一种创新方法：从十二种分别带有硝基、氨基、迭氮取代基的氮杂杯6芳烃衍生物中寻找一种能与 HMX 形成较强分子间相互作用的主体，使之与 HMX 形成配合物的方案降低火炸药感度、处理火炸药废水。如果考虑溶剂作用，由相互作用能所获得的选择性顺序可能会发生改变，因此我们利用 onsage
20、r 溶剂模型对上述复合物的溶剂效应进行了讨论。 1.在 B3LYP/6-311+G*水平上，计算了十二种复合物的全优化构型，通过频率计算验证了势能面上的最低点；利用氢键的结构判据，初步确定了主客体复合物之间的氢键，并根据氢键结构特征，猜测了复合物相互作用能的大小顺序。 2.在 MP2(FC)/6-311+G*水平上，对上述复合物进行了能量计算，分析了相互作用能和扭曲能，并进行了 BSSE 和 ZPEC 校正。进而得到了十二种复合物氢键能的大小顺序。 3.对十二种复合物在 B3LYP/6-311HG*水平上进行了 NBO 分析。从总体上看，复合物(a)、(b)、(c)、(d)、(f)和(h)的电
21、荷转移是从 HMX 到氮杂杯6芳烃，而在复合物(e)、(g)、(i)、(j)、(k)和(l)中，电荷转移刚好相反；在这些复合物中，E(2)的大小顺序是 Ec(2)gt;Ef(2)gt;Ei(2)gt;Eg(2)gt;Eb(2)gt;Ej(2)gt;Ed(2)gt;Eh(2)gt;Ea(2)gt;Ee(2)gt;El(2)gt;Eh(2)。复合物(c)更容易形成氢键，与结构和能量分析结果基本一致。 4.结合复合物(a-1)的温度效应分析可知，低温更有利于复合物的形成，对比 298.15K时形成复合物的吉布斯自由能可知，形成复合物(a-1)的困难程度由小到大顺序为(g)lt;(h)lt;(d)lt
22、;(f)lt;(b)lt;(c)lt;(k)lt;(i)lt;(l)lt;(a)lt;(j)lt;(e)，与前面结构、能量和 NBO 分析的结果不尽相同，则说明热力学对于复合物的形成影响很小，形成复合物的反应有可能受动力学控制。 5.对十二种复合物在B3LYP/6-311+G*水平上进行了溶剂效应分析。结果表明，复合物在介电常数为 38.2547.25 溶剂中的分子间相互作用能与在气相中相差不大，该介电常数范围的溶剂对于复合物的形成影响较小。 6.对上述复合物在 B3LYP/6-311+G*水平上进行了 AIM(Atoms In Molecules)分析。结果得知，十二种复合体各键鞍点处电子密
23、度 p 值均在 0.0020.034a.u 范围内；各临界点处的拉普拉斯也都在 Popelier 建议的 0.0240.139a.u 范围内，且2p(rc)都为正值；表明主客体间形成了弱的分子间相互作用。而且通过电子密度 p 值的大小，得到了分子间相互作用能的大小顺序，与能量和 NBO 分析大体相同。 由计算结果发现，采用对氨基氮杂杯6芳烃(Mc)来降低炸药 HMX 感度，消除炸药废水中的 HMX 较为合适。火炸药感度的降低及其废水的处理是当今含能材料领域需迫切解决的重大课题。本文基于氮杂杯6芳烃衍生物易于合成以及 N 原子和杯芳烃环都具有一定的供电子能力，有利于和电子受体形成主客体复合物的前
24、提，提出了一种创新方法：从十二种分别带有硝基、氨基、迭氮取代基的氮杂杯6芳烃衍生物中寻找一种能与 HMX 形成较强分子间相互作用的主体，使之与 HMX 形成配合物的方案降低火炸药感度、处理火炸药废水。如果考虑溶剂作用，由相互作用能所获得的选择性顺序可能会发生改变，因此我们利用 onsager 溶剂模型对上述复合物的溶剂效应进行了讨论。 1.在 B3LYP/6-311+G*水平上，计算了十二种复合物的全优化构型，通过频率计算验证了势能面上的最低点；利用氢键的结构判据，初步确定了主客体复合物之间的氢键，并根据氢键结构特征，猜测了复合物相互作用能的大小顺序。 2.在 MP2(FC)/6-311+G*
25、水平上，对上述复合物进行了能量计算，分析了相互作用能和扭曲能，并进行了 BSSE 和 ZPEC 校正。进而得到了十二种复合物氢键能的大小顺序。 3.对十二种复合物在 B3LYP/6-311HG*水平上进行了 NBO 分析。从总体上看，复合物(a)、(b)、(c)、(d)、(f)和(h)的电荷转移是从 HMX 到氮杂杯6芳烃，而在复合物(e)、(g)、(i)、(j)、(k)和(l)中，电荷转移刚好相反；在这些复合物中，E(2)的大小顺序是 Ec(2)gt;Ef(2)gt;Ei(2)gt;Eg(2)gt;Eb(2)gt;Ej(2)gt;Ed(2)gt;Eh(2)gt;Ea(2)gt;Ee(2)gt
26、;El(2)gt;Eh(2)。复合物(c)更容易形成氢键，与结构和能量分析结果基本一致。 4.结合复合物(a-1)的温度效应分析可知，低温更有利于复合物的形成，对比 298.15K时形成复合物的吉布斯自由能可知，形成复合物(a-1)的困难程度由小到大顺序为(g)lt;(h)lt;(d)lt;(f)lt;(b)lt;(c)lt;(k)lt;(i)lt;(l)lt;(a)lt;(j)lt;(e)，与前面结构、能量和 NBO 分析的结果不尽相同，则说明热力学对于复合物的形成影响很小，形成复合物的反应有可能受动力学控制。 5.对十二种复合物在B3LYP/6-311+G*水平上进行了溶剂效应分析。结果表
27、明，复合物在介电常数为 38.2547.25 溶剂中的分子间相互作用能与在气相中相差不大，该介电常数范围的溶剂对于复合物的形成影响较小。 6.对上述复合物在 B3LYP/6-311+G*水平上进行了 AIM(Atoms In Molecules)分析。结果得知，十二种复合体各键鞍点处电子密度 p 值均在 0.0020.034a.u 范围内；各临界点处的拉普拉斯也都在 Popelier 建议的 0.0240.139a.u 范围内，且2p(rc)都为正值；表明主客体间形成了弱的分子间相互作用。而且通过电子密度 p 值的大小，得到了分子间相互作用能的大小顺序，与能量和 NBO 分析大体相同。 由计算
28、结果发现，采用对氨基氮杂杯6芳烃(Mc)来降低炸药 HMX 感度，消除炸药废水中的 HMX 较为合适。火炸药感度的降低及其废水的处理是当今含能材料领域需迫切解决的重大课题。本文基于氮杂杯6芳烃衍生物易于合成以及 N 原子和杯芳烃环都具有一定的供电子能力，有利于和电子受体形成主客体复合物的前提，提出了一种创新方法：从十二种分别带有硝基、氨基、迭氮取代基的氮杂杯6芳烃衍生物中寻找一种能与 HMX 形成较强分子间相互作用的主体，使之与 HMX 形成配合物的方案降低火炸药感度、处理火炸药废水。如果考虑溶剂作用，由相互作用能所获得的选择性顺序可能会发生改变，因此我们利用 onsager 溶剂模型对上述复
29、合物的溶剂效应进行了讨论。 1.在 B3LYP/6-311+G*水平上，计算了十二种复合物的全优化构型，通过频率计算验证了势能面上的最低点；利用氢键的结构判据，初步确定了主客体复合物之间的氢键，并根据氢键结构特征，猜测了复合物相互作用能的大小顺序。 2.在 MP2(FC)/6-311+G*水平上，对上述复合物进行了能量计算，分析了相互作用能和扭曲能，并进行了 BSSE 和 ZPEC 校正。进而得到了十二种复合物氢键能的大小顺序。 3.对十二种复合物在 B3LYP/6-311HG*水平上进行了 NBO 分析。从总体上看，复合物(a)、(b)、(c)、(d)、(f)和(h)的电荷转移是从 HMX
30、到氮杂杯6芳烃，而在复合物(e)、(g)、(i)、(j)、(k)和(l)中，电荷转移刚好相反；在这些复合物中，E(2)的大小顺序是 Ec(2)gt;Ef(2)gt;Ei(2)gt;Eg(2)gt;Eb(2)gt;Ej(2)gt;Ed(2)gt;Eh(2)gt;Ea(2)gt;Ee(2)gt;El(2)gt;Eh(2)。复合物(c)更容易形成氢键，与结构和能量分析结果基本一致。 4.结合复合物(a-1)的温度效应分析可知，低温更有利于复合物的形成，对比 298.15K时形成复合物的吉布斯自由能可知，形成复合物(a-1)的困难程度由小到大顺序为(g)lt;(h)lt;(d)lt;(f)lt;(b)
31、lt;(c)lt;(k)lt;(i)lt;(l)lt;(a)lt;(j)lt;(e)，与前面结构、能量和 NBO 分析的结果不尽相同，则说明热力学对于复合物的形成影响很小，形成复合物的反应有可能受动力学控制。 5.对十二种复合物在B3LYP/6-311+G*水平上进行了溶剂效应分析。结果表明，复合物在介电常数为 38.2547.25 溶剂中的分子间相互作用能与在气相中相差不大，该介电常数范围的溶剂对于复合物的形成影响较小。 6.对上述复合物在 B3LYP/6-311+G*水平上进行了 AIM(Atoms In Molecules)分析。结果得知，十二种复合体各键鞍点处电子密度 p 值均在 0.
32、0020.034a.u 范围内；各临界点处的拉普拉斯也都在 Popelier 建议的 0.0240.139a.u 范围内，且2p(rc)都为正值；表明主客体间形成了弱的分子间相互作用。而且通过电子密度 p 值的大小，得到了分子间相互作用能的大小顺序，与能量和 NBO 分析大体相同。 由计算结果发现，采用对氨基氮杂杯6芳烃(Mc)来降低炸药 HMX 感度，消除炸药废水中的 HMX 较为合适。火炸药感度的降低及其废水的处理是当今含能材料领域需迫切解决的重大课题。本文基于氮杂杯6芳烃衍生物易于合成以及 N 原子和杯芳烃环都具有一定的供电子能力，有利于和电子受体形成主客体复合物的前提，提出了一种创新方
33、法：从十二种分别带有硝基、氨基、迭氮取代基的氮杂杯6芳烃衍生物中寻找一种能与 HMX 形成较强分子间相互作用的主体，使之与 HMX 形成配合物的方案降低火炸药感度、处理火炸药废水。如果考虑溶剂作用，由相互作用能所获得的选择性顺序可能会发生改变，因此我们利用 onsager 溶剂模型对上述复合物的溶剂效应进行了讨论。 1.在 B3LYP/6-311+G*水平上，计算了十二种复合物的全优化构型，通过频率计算验证了势能面上的最低点；利用氢键的结构判据，初步确定了主客体复合物之间的氢键，并根据氢键结构特征，猜测了复合物相互作用能的大小顺序。 2.在 MP2(FC)/6-311+G*水平上，对上述复合物
34、进行了能量计算，分析了相互作用能和扭曲能，并进行了 BSSE 和 ZPEC 校正。进而得到了十二种复合物氢键能的大小顺序。 3.对十二种复合物在 B3LYP/6-311HG*水平上进行了 NBO 分析。从总体上看，复合物(a)、(b)、(c)、(d)、(f)和(h)的电荷转移是从 HMX 到氮杂杯6芳烃，而在复合物(e)、(g)、(i)、(j)、(k)和(l)中，电荷转移刚好相反；在这些复合物中，E(2)的大小顺序是 Ec(2)gt;Ef(2)gt;Ei(2)gt;Eg(2)gt;Eb(2)gt;Ej(2)gt;Ed(2)gt;Eh(2)gt;Ea(2)gt;Ee(2)gt;El(2)gt;E
35、h(2)。复合物(c)更容易形成氢键，与结构和能量分析结果基本一致。 4.结合复合物(a-1)的温度效应分析可知，低温更有利于复合物的形成，对比 298.15K时形成复合物的吉布斯自由能可知，形成复合物(a-1)的困难程度由小到大顺序为(g)lt;(h)lt;(d)lt;(f)lt;(b)lt;(c)lt;(k)lt;(i)lt;(l)lt;(a)lt;(j)lt;(e)，与前面结构、能量和 NBO 分析的结果不尽相同，则说明热力学对于复合物的形成影响很小，形成复合物的反应有可能受动力学控制。 5.对十二种复合物在B3LYP/6-311+G*水平上进行了溶剂效应分析。结果表明，复合物在介电常数
36、为 38.2547.25 溶剂中的分子间相互作用能与在气相中相差不大，该介电常数范围的溶剂对于复合物的形成影响较小。 6.对上述复合物在 B3LYP/6-311+G*水平上进行了 AIM(Atoms In Molecules)分析。结果得知，十二种复合体各键鞍点处电子密度 p 值均在 0.0020.034a.u 范围内；各临界点处的拉普拉斯也都在 Popelier 建议的 0.0240.139a.u 范围内，且2p(rc)都为正值；表明主客体间形成了弱的分子间相互作用。而且通过电子密度 p 值的大小，得到了分子间相互作用能的大小顺序，与能量和 NBO 分析大体相同。 由计算结果发现，采用对氨基
37、氮杂杯6芳烃(Mc)来降低炸药 HMX 感度，消除炸药废水中的 HMX 较为合适。火炸药感度的降低及其废水的处理是当今含能材料领域需迫切解决的重大课题。本文基于氮杂杯6芳烃衍生物易于合成以及 N 原子和杯芳烃环都具有一定的供电子能力，有利于和电子受体形成主客体复合物的前提，提出了一种创新方法：从十二种分别带有硝基、氨基、迭氮取代基的氮杂杯6芳烃衍生物中寻找一种能与 HMX 形成较强分子间相互作用的主体，使之与 HMX 形成配合物的方案降低火炸药感度、处理火炸药废水。如果考虑溶剂作用，由相互作用能所获得的选择性顺序可能会发生改变，因此我们利用 onsager 溶剂模型对上述复合物的溶剂效应进行了
38、讨论。 1.在 B3LYP/6-311+G*水平上，计算了十二种复合物的全优化构型，通过频率计算验证了势能面上的最低点；利用氢键的结构判据，初步确定了主客体复合物之间的氢键，并根据氢键结构特征，猜测了复合物相互作用能的大小顺序。 2.在 MP2(FC)/6-311+G*水平上，对上述复合物进行了能量计算，分析了相互作用能和扭曲能，并进行了 BSSE 和 ZPEC 校正。进而得到了十二种复合物氢键能的大小顺序。 3.对十二种复合物在 B3LYP/6-311HG*水平上进行了 NBO 分析。从总体上看，复合物(a)、(b)、(c)、(d)、(f)和(h)的电荷转移是从 HMX 到氮杂杯6芳烃，而在
39、复合物(e)、(g)、(i)、(j)、(k)和(l)中，电荷转移刚好相反；在这些复合物中，E(2)的大小顺序是 Ec(2)gt;Ef(2)gt;Ei(2)gt;Eg(2)gt;Eb(2)gt;Ej(2)gt;Ed(2)gt;Eh(2)gt;Ea(2)gt;Ee(2)gt;El(2)gt;Eh(2)。复合物(c)更容易形成氢键，与结构和能量分析结果基本一致。 4.结合复合物(a-1)的温度效应分析可知，低温更有利于复合物的形成，对比 298.15K时形成复合物的吉布斯自由能可知，形成复合物(a-1)的困难程度由小到大顺序为(g)lt;(h)lt;(d)lt;(f)lt;(b)lt;(c)lt;(
40、k)lt;(i)lt;(l)lt;(a)lt;(j)lt;(e)，与前面结构、能量和 NBO 分析的结果不尽相同，则说明热力学对于复合物的形成影响很小，形成复合物的反应有可能受动力学控制。 5.对十二种复合物在B3LYP/6-311+G*水平上进行了溶剂效应分析。结果表明，复合物在介电常数为 38.2547.25 溶剂中的分子间相互作用能与在气相中相差不大，该介电常数范围的溶剂对于复合物的形成影响较小。 6.对上述复合物在 B3LYP/6-311+G*水平上进行了 AIM(Atoms In Molecules)分析。结果得知，十二种复合体各键鞍点处电子密度 p 值均在 0.0020.034a.
41、u 范围内；各临界点处的拉普拉斯也都在 Popelier 建议的 0.0240.139a.u 范围内，且2p(rc)都为正值；表明主客体间形成了弱的分子间相互作用。而且通过电子密度 p 值的大小，得到了分子间相互作用能的大小顺序，与能量和 NBO 分析大体相同。 由计算结果发现，采用对氨基氮杂杯6芳烃(Mc)来降低炸药 HMX 感度，消除炸药废水中的 HMX 较为合适。火炸药感度的降低及其废水的处理是当今含能材料领域需迫切解决的重大课题。本文基于氮杂杯6芳烃衍生物易于合成以及 N 原子和杯芳烃环都具有一定的供电子能力，有利于和电子受体形成主客体复合物的前提，提出了一种创新方法：从十二种分别带有
42、硝基、氨基、迭氮取代基的氮杂杯6芳烃衍生物中寻找一种能与 HMX 形成较强分子间相互作用的主体，使之与 HMX 形成配合物的方案降低火炸药感度、处理火炸药废水。如果考虑溶剂作用，由相互作用能所获得的选择性顺序可能会发生改变，因此我们利用 onsager 溶剂模型对上述复合物的溶剂效应进行了讨论。 1.在 B3LYP/6-311+G*水平上，计算了十二种复合物的全优化构型，通过频率计算验证了势能面上的最低点；利用氢键的结构判据，初步确定了主客体复合物之间的氢键，并根据氢键结构特征，猜测了复合物相互作用能的大小顺序。 2.在 MP2(FC)/6-311+G*水平上，对上述复合物进行了能量计算，分析
43、了相互作用能和扭曲能，并进行了 BSSE 和 ZPEC 校正。进而得到了十二种复合物氢键能的大小顺序。 3.对十二种复合物在 B3LYP/6-311HG*水平上进行了 NBO 分析。从总体上看，复合物(a)、(b)、(c)、(d)、(f)和(h)的电荷转移是从 HMX 到氮杂杯6芳烃，而在复合物(e)、(g)、(i)、(j)、(k)和(l)中，电荷转移刚好相反；在这些复合物中，E(2)的大小顺序是 Ec(2)gt;Ef(2)gt;Ei(2)gt;Eg(2)gt;Eb(2)gt;Ej(2)gt;Ed(2)gt;Eh(2)gt;Ea(2)gt;Ee(2)gt;El(2)gt;Eh(2)。复合物(c
44、)更容易形成氢键，与结构和能量分析结果基本一致。 4.结合复合物(a-1)的温度效应分析可知，低温更有利于复合物的形成，对比 298.15K时形成复合物的吉布斯自由能可知，形成复合物(a-1)的困难程度由小到大顺序为(g)lt;(h)lt;(d)lt;(f)lt;(b)lt;(c)lt;(k)lt;(i)lt;(l)lt;(a)lt;(j)lt;(e)，与前面结构、能量和 NBO 分析的结果不尽相同，则说明热力学对于复合物的形成影响很小，形成复合物的反应有可能受动力学控制。 5.对十二种复合物在B3LYP/6-311+G*水平上进行了溶剂效应分析。结果表明，复合物在介电常数为 38.2547.
45、25 溶剂中的分子间相互作用能与在气相中相差不大，该介电常数范围的溶剂对于复合物的形成影响较小。 6.对上述复合物在 B3LYP/6-311+G*水平上进行了 AIM(Atoms In Molecules)分析。结果得知，十二种复合体各键鞍点处电子密度 p 值均在 0.0020.034a.u 范围内；各临界点处的拉普拉斯也都在 Popelier 建议的 0.0240.139a.u 范围内，且2p(rc)都为正值；表明主客体间形成了弱的分子间相互作用。而且通过电子密度 p 值的大小，得到了分子间相互作用能的大小顺序，与能量和 NBO 分析大体相同。 由计算结果发现，采用对氨基氮杂杯6芳烃(Mc)
46、来降低炸药 HMX 感度，消除炸药废水中的 HMX 较为合适。火炸药感度的降低及其废水的处理是当今含能材料领域需迫切解决的重大课题。本文基于氮杂杯6芳烃衍生物易于合成以及 N 原子和杯芳烃环都具有一定的供电子能力，有利于和电子受体形成主客体复合物的前提，提出了一种创新方法：从十二种分别带有硝基、氨基、迭氮取代基的氮杂杯6芳烃衍生物中寻找一种能与 HMX 形成较强分子间相互作用的主体，使之与 HMX 形成配合物的方案降低火炸药感度、处理火炸药废水。如果考虑溶剂作用，由相互作用能所获得的选择性顺序可能会发生改变，因此我们利用 onsager 溶剂模型对上述复合物的溶剂效应进行了讨论。 1.在 B3
47、LYP/6-311+G*水平上，计算了十二种复合物的全优化构型，通过频率计算验证了势能面上的最低点；利用氢键的结构判据，初步确定了主客体复合物之间的氢键，并根据氢键结构特征，猜测了复合物相互作用能的大小顺序。 2.在 MP2(FC)/6-311+G*水平上，对上述复合物进行了能量计算，分析了相互作用能和扭曲能，并进行了 BSSE 和 ZPEC 校正。进而得到了十二种复合物氢键能的大小顺序。 3.对十二种复合物在 B3LYP/6-311HG*水平上进行了 NBO 分析。从总体上看，复合物(a)、(b)、(c)、(d)、(f)和(h)的电荷转移是从 HMX 到氮杂杯6芳烃，而在复合物(e)、(g)
48、、(i)、(j)、(k)和(l)中，电荷转移刚好相反；在这些复合物中，E(2)的大小顺序是 Ec(2)gt;Ef(2)gt;Ei(2)gt;Eg(2)gt;Eb(2)gt;Ej(2)gt;Ed(2)gt;Eh(2)gt;Ea(2)gt;Ee(2)gt;El(2)gt;Eh(2)。复合物(c)更容易形成氢键，与结构和能量分析结果基本一致。 4.结合复合物(a-1)的温度效应分析可知，低温更有利于复合物的形成，对比 298.15K时形成复合物的吉布斯自由能可知，形成复合物(a-1)的困难程度由小到大顺序为(g)lt;(h)lt;(d)lt;(f)lt;(b)lt;(c)lt;(k)lt;(i)lt;(l)lt;(a)lt;(j)lt;(e)，与前面结构、能量和 NBO 分析的结果不尽相同，则说明热力学对于复合物的形成影响很小，形成复合物的反应有可能受动力学控制。 5.对十二种复合物在B3LYP/6-311+G*水平上进行了溶剂效应分析。结果表明，复合物在介电常数为 38.2547.25 溶剂中的分子间相互作用能与在气相中相差不大，该介电常数范围的溶剂对于复合物的形成影响较小。 6.对上述复合物在 B3LYP/6-311+G*水平上进行了 AIM(Atoms In Molecules)分析。结果得知，十二种复合体各键鞍点处电子密度 p 值均在 0.0020.034a.u 范
