量子化学方法研究几种羟胺盐类化合物的分解机理

发布时间：2020-07-06 08:53

【摘要】：羟胺(HA)及其盐是一类重要的化工原料。羟胺室温下不稳定,常以其盐类形式存在,其中盐酸羟胺(HH)、硝酸羟胺(HAN)等经实验鉴定具有自催化分解特性。为了提高羟胺类化合物在生产、储存、使用过程中的安全性,对其热分解机理进行研究非常必要。因此,选用在HA盐类中大量存在的质子化羟胺,以及N-甲基羟胺盐酸盐(NMHH)、N-乙基羟胺盐酸盐(NEHH)和N-异丙基羟胺盐酸盐(NiPHH)为研究对象,应用量子化学原理从理论上研究其热分解机理。应用从头算MP2方法对质子化羟胺的稳定构型、电子结构以及热分解反应机理进行了研究,结果发现了新的热分解路径。质子化羟胺的主要分解产物NH可与质子化羟胺形成复合物,降低后续分解反应的有效能垒,从而催化反应进行。这表明质子化羟胺的分解具有自催化特征。应用密度泛函理论,对NMHH、NEHH、NiPHH的初步分解产物NMHA、NEHA、NiPHA及其质子化结构的两种热分解路径进行了理论计算。结果显示,所有物质均可通过"N-O"键断裂和"C-O"键断裂两种路径分解。NMHA、NEHA、NiPHA质子化后进行热分解的能垒明显低于直接分解。分析NMHH分解过程的能量变化可以发现,随着反应的持续进行,质子化过程将越来越容易发生。这说明NMHH的分解具有自催化特征。经过等温差示扫描量热(DSC)测试和绝热加速量热(ARC)测试,验证了 HH与NMHH的自催化分解性,与理论研究结果吻合。
【学位授予单位】：南京理工大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2017
【分类号】：O613.61

【参考文献】

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本文编号：2743424