溶液中巯基苯并噻唑咪唑和恶唑反应性的理论研究-中国有色金属学报.PDF

第 20 卷第 11 期 中国有色金属学报 2010 年 11 月 Vol.20 No.11 The Chinese Journal of Nonferrous Metals Nov. 2010 文章编号：1004-0609(2010)11-2248-06 溶液中巯基苯并噻唑、咪唑和恶唑反应性的理论研究 刘广义, 詹金华, 钟 宏, 夏柳荫, 王 帅 ( 中南大学 化学化工学院，长沙 410083) 摘 要：在B3LYP/6-31+G(d, p)水平，对 2-巯基苯并噻唑(MBT)、2-巯基苯并恶唑(MBO)和 2-巯基苯并咪唑(MBI) 的真空结构进行优化，然后采用积分连续介质模型(IEF-PCM)进一步优化它们及其相应离子在水溶液(介电常数为 78.39) 中的结构；通过反应中心原子电荷以及前线分子轨道能量和组成分析O、N 、S 杂原子对 MBO 、MBI 、MBT 反应性的影响规律。理论研究结果表明：在真空中和溶液中，MBO 、MBI 、MBT 的硫酮形式均比其硫醇形式稳 定，且反应活性更高，但在溶液中 MBO 、MBI 、MBT 存在硫酮−硫醇−离子 3 种互变形式，其中离子形式反应性 最高；作为硫化矿捕收剂，3 种苯并杂环巯基捕收剂的捕收能力从大到小的顺序为 MBT ，MBI ，MBO ；其选择性 从大到小的顺序为 MBT ，MBI ，MBO 。 关键词：2-巯基苯并噻唑；2-巯基苯并咪唑；2-巯基苯并恶唑；密度泛函理论；化学反应性 中图分类号： TD923.1; O641.121 文献标志码：A Theory study on chemical reactivity of 2-mercaptobenzothiazole, 2-mercaptobenzoxazole and 2-mercaptobenzimidazole in solution LIU Guang-yi, ZHAN Jin-hua, ZHONG Hong, XIA Liu-yin, WANG Shuai (School of Chemistry and Chemical Engineering, Central South University, Changsha 410083, China) Abstract: The molecular structures of 2-mercaptobenzothiazole (MBT), 2-mercaptobenzoxazole (MBO), 2-mercaptobenzimidazole (MBI) were fully optimized at the B3LYP/6-31+G(d, p) level in the vacuum phase. The integral equation formalism for the polarizable continuum model (IEF-PCM) was employed to optimize the structures of the three agents and their ions in water with dielectric constant of 78.39. The effects of the O, N and S atoms on the chemical reactivities of MBO, MBI and MBT molecules were inferred by the energies of frontier molecular orbital and the atomic charges which