量子化学在同系物萃取分离机理研究中的应用

发布时间：2019-08-15 07:25

【摘要】：量子化学自诞生以来,已形成一套系统的理论体系和计算方法,在解决诸多化学问题中发挥了重要作用。本文利用Gaussian09等计算软件,采用密度泛函理论并结合溶剂模型,分析探讨了甲基酚同系物的固液萃取分离和不饱和脂肪酸甲酯的银离子络合萃取分离的机理和选择性。2,3,6-三甲基苯酚在生产、生活中应用广泛。获取高纯度2,3,6-三甲基苯酚的关键是其与同系物的分离,而甲基酚同系物的性质十分接近,分离较为困难。本文采用Gaussian09、Turbomole和COSMOthermX软件,采用COSMO-RS溶剂模型探讨了甲基酚同系物的固液萃取分离机理,预测了各萃取剂的分离选择性,根据计算结果筛选溶剂,并通过实验进行验证。结果表明,甲基酚同系物主要依靠其与萃取剂的氢键作用强度的差异进行分离,乙腈、甲醇、二甲基亚砜(DMSO)等氢键受体型溶剂对2,3,6-三甲基苯酚及其同系物具有较高的选择性系数,与后续实验结果一致。多不饱和脂肪酸具有重要的生理功能,被广泛用于食品、保健品、医药等行业。植物油中的脂肪酸成分复杂,尤其是分子结构相近的多不饱和脂肪酸的分离困难。本文针对该难点,采用Gaussian09量子化学计算软件包,并结合溶剂模型,对亚油酸甲酯和亚麻酸甲酯的银离子络合萃取分离的机理进行探讨,并预测AgNO3甲醇(50%)水溶液对两者的分离选择性。结果表明,银离子萃取不饱和脂肪酸甲酯主要依靠银离子和脂肪酸甲酯C=C之间σ-π络合,碳碳双键π轨道的电子向银离子的5s轨道转移(π(C=C)→n*(Ag)),银离子的4d电子向碳碳双键的π*轨道转移(n(Ag)→π*(C=C)),且前者远强于后者;亚油酸甲酯和亚麻酸甲酯的最大络合数分别为2和3。
【图文】：

前线轨道,相互作用,分子轨道

位论文相互作用子的 HOMO 相互作用时，得两个分子轨道，其中一个轨道的能量个轨道的能量比原低能量 HOMO 低，且高出的部分多于降低的部升高。的 HOMO 与另一个分子的 LUMO 相互作用时，得两个分子轨道，能量 HOMO 高，另一个轨道的能量比原低能量 HOMO 低，，且高体系的的总能量降低，此时，两个分子的分子轨道的重叠程度最大此，多数化学反应发生在一种反应物的 HOMO 与另一种反应物的方向和位置；亲核反应物主要以其 HOMO 参与反应，亲电反应，含单占据分子轨道（SOMO）的反应物主要以其 HOMO 和/或

模型图,模型,溶质,溶剂化效应

Born模型
【学位授予单位】：浙江工业大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2017
【分类号】：O641.121;O652.6

【参考文献】