3-呋喃甲酸紅外光譜及分子間相互作用的理論研究

李會(huì)學(xué)，王家朋

甘肅省新型分子材料設(shè)計(jì)與功能重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，天水師范學(xué)院化學(xué)工程與技術(shù)學(xué)院，甘肅 天水 741001

引 言

作為重要原料的呋喃甲酸，在制藥工業(yè)及化學(xué)工業(yè)中可用來合成糠酰胺、甲基呋喃、糠酸酯及其鹽等產(chǎn)品[1]。由于該有機(jī)酸用途廣泛，其各種物理、化學(xué)及生物性能得到了深入研究，最新研究發(fā)現(xiàn)2-呋喃甲酸分子中的C—H單鍵經(jīng)羧基化再質(zhì)子化可制備2,5-呋喃二甲酸，該方法可利用大量生物質(zhì)作為原料，進(jìn)一步合成生物基塑料—聚乙烯呋喃二甲酸乙二醇酯[2]。另外呋喃甲酸經(jīng)Diels-Alder環(huán)加成芳構(gòu)化反應(yīng)，可合成多種高效、廣譜雜環(huán)抗菌劑及稀土類呋喃羧酸配合物，該類配合物具有優(yōu)異的發(fā)光性能，可拓寬呋喃甲酸在藥物、材料領(lǐng)域的用途[3-5]。?zcan等發(fā)現(xiàn)當(dāng)在納米管Ti/TiO2上負(fù)載Pt作催化劑，在水溶液中經(jīng)光催化可選擇性地將糠醛氧化為5-甲酰-2-呋喃甲酸[6]。Nadykto等采用密度泛函理論計(jì)算了呋喃甲酸衍生物(2-Methyl-5-[(1S,2S,3R)-1,2,3,4-tetrahydroxybutyl]-3-furoic acid)與大氣中硝酸根、硫酸根等陰離子的相互作用，發(fā)現(xiàn)這些物種能強(qiáng)烈鍵連形成團(tuán)簇，并具有很高的穩(wěn)定性，人工降雨中成核效果明顯[7]。然而關(guān)于呋喃甲酸的分子間作用力理論研究，特別是其對(duì)分子振動(dòng)及紅外光譜的影響研究未見報(bào)道，分子的振動(dòng)模與化學(xué)反應(yīng)機(jī)理、分子的電子振動(dòng)耦合光譜以及紅外、拉曼光譜等具有直接或間接的關(guān)系，當(dāng)分子的振動(dòng)模式受到干擾時(shí)振動(dòng)頻率及強(qiáng)度將會(huì)改變，還可能產(chǎn)生各種泛頻。本工作根據(jù)密度泛函理……