用密度泛函活性理论和Hammett常数预测单双取代苯酚的酸性

刘良红 ,  张鹏飞 ,  黄莺

引用本文: 刘良红, 张鹏飞, 黄莺. 用密度泛函活性理论和Hammett常数预测单双取代苯酚的酸性[J]. 物理化学学报, doi: 10.3866/PKU.WHXB201212071 shu
Citation:  LIU Liang-Hong, ZHANG Peng-Fei, HUANG Ying. Molecular Acidity of Singly and Doubly Substituted Phenols: Predictions from Density Functional Reactivity Theory and Hammett Constants[J]. Acta Physico-Chimica Sinica, doi: 10.3866/PKU.WHXB201212071 shu

用密度泛函活性理论和Hammett常数预测单双取代苯酚的酸性

  • 基金项目:

    黄莺受湖南省自然科学基金项目(11JJ5065) (11JJ5065)

    湖南省大学生研究型创新型项目(Xiang Jiao Tong [2011] 272) (Xiang Jiao Tong [2011] 272)

    湖南中医药大学&ldquo 

    十二五&rdquo 

    校级重点学科药物分析学项目资助 

    张鹏飞受国家重大新药创制项目(2012ZX09303013-06) (2012ZX09303013-06)

    国家自然科学基金项目(81272609) (81272609)

    湖南省卫生厅科研基金项目(B2010-004)资助 (B2010-004)

    刘良红受湖南中医药大学研究生科研创新项目(2012cx07)资助 (2012cx07)

摘要:

用从头算和密度泛函理论准确预测分子的酸碱性仍然是一个悬而未决的理论和计算难题. 近年来运用密度泛函活性理论(DFRT)发展的分子静电势和价自然原子轨道等概念为该问题的解决提供了一个简单而有效的途径. 最近我们还提出用Hammett常数预测分子酸碱性, 并发现对苯甲酸衍生物其预测精度与DFRT方法一致. 本文将这两个新方法运用于苯酚衍生物体系以验证其普适性, 一共计算了83个体系. 发现二者均可以得到较好的预测精度, 且DFRT方法比Hammett常数结果稍好. 对进一步从局部和整体角度理解分子性质的起源以及这些性质的决定因素提供了有益启示. 该文同时还验证了Hammett常数求和规则的普适性.

English

    1. [1]

      (1) Nielsen, J. E.; McCammon, J. A. Protein Sci. 2003, 12, 1894.

      (1) Nielsen, J. E.; McCammon, J. A. Protein Sci. 2003, 12, 1894.

    2. [2]

      (2) Fitch, C. A.; Garcia-Moreno, B. Biophys. J. 2004, 86, 86A.(2) Fitch, C. A.; Garcia-Moreno, B. Biophys. J. 2004, 86, 86A.

    3. [3]

      (3) da Silva, G.; Kennedy, E. M.; Dlu rski, B. Z. J. Phys. Chem.A 2006, 110, 11371. doi: 10.1021/jp0639243(3) da Silva, G.; Kennedy, E. M.; Dlu rski, B. Z. J. Phys. Chem.A 2006, 110, 11371. doi: 10.1021/jp0639243

    4. [4]

      (4) Ohno, K.; Sakurai, M. J. Comput. Chem. 2006, 27, 906.(4) Ohno, K.; Sakurai, M. J. Comput. Chem. 2006, 27, 906.

    5. [5]

      (5) MacDermaid, C. M.; Kaminski, G. A. J. Phys. Chem. B 2007,111, 9036. doi: 10.1021/jp071284d(5) MacDermaid, C. M.; Kaminski, G. A. J. Phys. Chem. B 2007,111, 9036. doi: 10.1021/jp071284d

    6. [6]

      (6) Parr, R. G.; Yang,W. Density Functional Theory of Atoms andMolecules; Oxford University Press: Oxford, U.K., 1989.(6) Parr, R. G.; Yang,W. Density Functional Theory of Atoms andMolecules; Oxford University Press: Oxford, U.K., 1989.

    7. [7]

      (7) Geerlings, P.; De Proft, F.; Langenaeker,W. Chem. Rev. 2003,103, 1793. doi: 10.1021/cr990029p(7) Geerlings, P.; De Proft, F.; Langenaeker,W. Chem. Rev. 2003,103, 1793. doi: 10.1021/cr990029p

    8. [8]

      (8) Liu, S. B. Acta Phys. -Chim. Sin. 2009, 25, 590. [刘述斌. 物理化学学报, 2009, 25, 590.] doi: 10.3866/PKU.WHXB20090332(8) Liu, S. B. Acta Phys. -Chim. Sin. 2009, 25, 590. [刘述斌. 物理化学学报, 2009, 25, 590.] doi: 10.3866/PKU.WHXB20090332

    9. [9]

      (9) Liu, S. B.; Schauer, C. K.; Pedersen, L. G. J. Chem. Phys. 2009,131, 164107. doi: 10.1063/1.3251124(9) Liu, S. B.; Schauer, C. K.; Pedersen, L. G. J. Chem. Phys. 2009,131, 164107. doi: 10.1063/1.3251124

    10. [10]

      (10) Liu, S. B.; Pedersen, L. G. J. Phys. Chem. A 2009, 113, 3648.doi: 10.1021/jp811250r(10) Liu, S. B.; Pedersen, L. G. J. Phys. Chem. A 2009, 113, 3648.doi: 10.1021/jp811250r

    11. [11]

      (11) Burger, S. K.; Liu, S. B.; Ayers, P.W. J. Phys. Chem. A 2011,115, 1293. doi: 10.1021/jp111148q(11) Burger, S. K.; Liu, S. B.; Ayers, P.W. J. Phys. Chem. A 2011,115, 1293. doi: 10.1021/jp111148q

    12. [12]

      (12) (a) Huang, Y.; Liu, L. H.; Liu,W. H.; Liu, S. G.; Liu, S. B.J. Phys. Chem. A 2011, 115, 14697. doi: 10.1021/jp209540p(12) (a) Huang, Y.; Liu, L. H.; Liu,W. H.; Liu, S. G.; Liu, S. B.J. Phys. Chem. A 2011, 115, 14697. doi: 10.1021/jp209540p

    13. [13]

      (b) Huang, Y.; Zhong, A. G.; Liu, S. B. J. Nat. Sci. HunanNormal Univ. 2011, 34, 52.(b) Huang, Y.; Zhong, A. G.; Liu, S. B. J. Nat. Sci. HunanNormal Univ. 2011, 34, 52.

    14. [14]

      (13) Huang, Y.; Liu, L. H.; Liu, S. B. Chem. Phys. Lett. 2012, 527,73. doi: 10.1016/j.cplett.2012.01.014(13) Huang, Y.; Liu, L. H.; Liu, S. B. Chem. Phys. Lett. 2012, 527,73. doi: 10.1016/j.cplett.2012.01.014

    15. [15]

      (14) Hammett, L. P. Chem. Rev. 1935, 17, 125. doi: 10.1021/cr60056a010(14) Hammett, L. P. Chem. Rev. 1935, 17, 125. doi: 10.1021/cr60056a010

    16. [16]

      (15) Charton, M. J. Org. Chem. 1963, 28, 3121.(15) Charton, M. J. Org. Chem. 1963, 28, 3121.

    17. [17]

      (16) Hansch, C.; Leo, A.; Taft, R.W. Chem. Rev. 1991, 91, 165. doi: 10.1021/cr00002a004(16) Hansch, C.; Leo, A.; Taft, R.W. Chem. Rev. 1991, 91, 165. doi: 10.1021/cr00002a004

    18. [18]

      (17) Albert, A.; Serjeant, E. P. Ionization Constants of Acids andBases; Methuen: London, 1962.(17) Albert, A.; Serjeant, E. P. Ionization Constants of Acids andBases; Methuen: London, 1962.

    19. [19]

      (18) Zhang, X. D. Acta Phys. -Chim. Sin. 1996, 12, 845. [张向东.物理化学学报, 1996, 12, 845.] doi: 10.3866/PKU.WHXB19960914(18) Zhang, X. D. Acta Phys. -Chim. Sin. 1996, 12, 845. [张向东.物理化学学报, 1996, 12, 845.] doi: 10.3866/PKU.WHXB19960914

    20. [20]

      (19) Gross, K. C.; Seybold, P. G. Quantum Chem. 2001, 573, 569.(19) Gross, K. C.; Seybold, P. G. Quantum Chem. 2001, 573, 569.

    21. [21]

      (20) Liptak, M. D.; Gross, K. C.; Seybold, P. G.; Feldgus, S.;Shields, G. C. J. Am. Chem. Soc. 2002, 124, 6421. doi: 10.1021/ja012474j(20) Liptak, M. D.; Gross, K. C.; Seybold, P. G.; Feldgus, S.;Shields, G. C. J. Am. Chem. Soc. 2002, 124, 6421. doi: 10.1021/ja012474j

    22. [22]

      (21) Hansch, C.; Leo, A.; Taft, R.W. Chem. Rev. 1991, 91, 165. doi: 10.1021/cr00002a004(21) Hansch, C.; Leo, A.; Taft, R.W. Chem. Rev. 1991, 91, 165. doi: 10.1021/cr00002a004

    23. [23]

      (22) Gross, K. C.; Seybold, P. G.; Peralta-Inga, Z.; Murray, J. S.;Politzer, P. J. Org. Chem. 2001, 66, 6919. doi: 10.1021/jo010234g(22) Gross, K. C.; Seybold, P. G.; Peralta-Inga, Z.; Murray, J. S.;Politzer, P. J. Org. Chem. 2001, 66, 6919. doi: 10.1021/jo010234g

    24. [24]

      (23) Becke, A. D. J. Chem. Phys. 1996, 104, 1040. doi: 10.1063/1.470829(23) Becke, A. D. J. Chem. Phys. 1996, 104, 1040. doi: 10.1063/1.470829

    25. [25]

      (24) Lee, C.; Yang,W.; Parr, R. G. Phys. Rev. B 1988, 37, 785. doi: 10.1103/PhysRevB.37.785(24) Lee, C.; Yang,W.; Parr, R. G. Phys. Rev. B 1988, 37, 785. doi: 10.1103/PhysRevB.37.785

    26. [26]

      (25) Frisch, M. J.; Trucks, G.W.; Schlegel, H. B.; et al. Gaussian 09,Revision B.01; Gaussian Inc.:Wallingford, CT, 2009.

      (25) Frisch, M. J.; Trucks, G.W.; Schlegel, H. B.; et al. Gaussian 09,Revision B.01; Gaussian Inc.:Wallingford, CT, 2009.

  • 加载中
计量
  • PDF下载量:  749
  • 文章访问数:  1735
  • HTML全文浏览量:  46
文章相关
  • 发布日期:  2013-02-25
  • 收稿日期:  2012-10-11
  • 网络出版日期:  2012-12-07
通讯作者: 陈斌, bchen63@163.com
  • 1. 

    沈阳化工大学材料科学与工程学院 沈阳 110142

  1. 本站搜索
  2. 百度学术搜索
  3. 万方数据库搜索
  4. CNKI搜索

/

返回文章