咪唑啉缓蚀剂分子结构与缓蚀性能的量子化学分析-中国石油大学华东.PDF

2011年摇 第35卷摇 摇 摇 摇 摇 摇 中国石油大学学报(自然科学版)摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 Vol.35摇 No.1 摇 第1期摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 Journal of China University of Petroleum摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 Feb.2011 摇 摇 文章编号:1673鄄5005(2011)01鄄0146鄄05 咪唑啉缓蚀剂分子结构与缓蚀性能的量子化学分析 胡松青,贾晓林,胡建春,石摇 鑫,郭爱玲 (中国石油大学物理科学与技术学院,山东 东营257061) 摘要:采用量子化学密度泛函理论,考察6种十一烷基咪唑啉缓蚀剂的缓蚀性能与分子结构的关系,通过前线轨道分 布、Fukui指数、自然电荷分布以及分子中重原子对前线轨道贡献等分析缓蚀剂分子的反应活性位点。 结果表明:咪 唑啉类缓蚀剂分子与金属界面作用时,主要是咪唑环和亲水支链上的极性基团起作用,分子的活性位点主要分布在 咪唑环及亲水取代基上的N、O、S等杂原子处;缓蚀剂的缓蚀效率与分子最高占有轨道能量(E )、最低空轨道能 HOMO 量(E )及分子负电荷总数(n )都有较好的相关性;咪唑啉缓蚀剂与金属相互作用时,既能向金属原子的空轨道 LUMO TNC 提供电子形成配位键,又可从金属中接受电子到缓蚀剂分子最低空轨道上形成反馈键,从而形成稳定的吸附。 关键词:量子化学;咪唑啉;缓蚀机制;密度泛函理论 中图分类号:TG 174郾42摇 摇 摇 文献标志码:A摇 摇 摇 doi:10.3969/ j.issn.1673鄄5005.2011.01.029 Quantum chemical analysis on molecular structures and inhibitive properties of imidazoline inhibitors HU Song鄄qing,JIA Xiao鄄lin,HUJian鄄chun,SHI鄄Xin,GUO Ai鄄ling (College of Physics Science and Technology in China University of Petroleum,Dongying 257061,China) Abstract:The relationships between molecular structures of six undecyl imidazoline inhibitors and their inhibitive perform鄄 ancewere investigated by using quantum chemical density functional theory (DFT). Via analysis of frontier orbital distribu鄄 tion,Fukui index,natural charge distribution and contribution to frontier orbital of heavy atoms,the reaction active sites of imidazoline molecules were obtained. The results indicate that imidazoline ring and its polar functional group on the hydro鄄 philic chain play a significant rolewhen inhibitors react with metal surface,and the reaction active sites mainly concentrate on the imidazoline ring and atomsof N,O,Slocatedonhydrophilic substit