HPO3异构体结构与稳定性

化学学报 ›› 2004, Vol. 62 ›› Issue (8): 769-774. 上一篇下一篇

研究论文

HPO₃异构体结构与稳定性

于海涛¹, 仲华¹, 池玉娟^1,2, 付宏刚^1,2,3, 孙家钟^1,3

1. 黑龙江大学化学化工学院, 哈尔滨, 150080;
2. 哈尔滨工业大学应用化学系, 哈尔滨, 150001;
3. 吉林大学理论化学研究所, 理论化学计算国家重点实验室, 长春, 130023

投稿日期:2003-08-16 修回日期:2003-12-20 发布日期:2014-02-18
通讯作者: 付宏刚,E-mail:fuhg@vip.sina.com E-mail:fuhg@vip.sina.com
基金资助:
国家自然科学基金(Nos.20301006,20271019)及黑龙江省杰出青年科学基金(2003)资助项目.

Structures and Stability of HPO₃ Isomers

YU Hai-Tao¹, ZHONG Huaa¹, CHI Yu-Juan^1,2, FU Hong-Gang^1,2,3, SUN Jia-Zhong^1,3

1. College of Chemistry and Chemical Engineering, Heilongjiang University, Harbin 150080;
2. Department of Applied Chemistry, Harbin Institute of Technology, Harbin 150001;
3. State Key Laboratory of Theoretical and Computational Chemistry, Institute of Theoretical Chemistry, Jilin University, Changchun 130023

Received:2003-08-16 Revised:2003-12-20 Published:2014-02-18

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摘要/Abstract

使用密度泛函方法(B3LYP)和6-311++G(3df, 3pd)基组计算得到了HPO₃体系的9个异构体与11个过渡态,并用内禀反应坐标理论验证了异构体的异构化过程.结果表明,在HPO₃体系中,只有热力学最稳定的平面型异构体HOPO₂(E1), (cis, cis)构象的HOOPO (E3)和立体的具有Cs对称性的异构体HP(O)O₂(E7)具有较高的动力学稳定性,理论预测结果与实验一致.另外2个立体的HOPO₂连接方式的异构体(E2和E4)由于解离为HO(Π)+OPO(²A₁)的解离能较低,因此不能稳定存在.

关键词: HPO₃体系, 异构体, 异构化作用, 动力学稳定性

The potential energy surface (PES) of HPO₃ system including nine isomers and eleven transition states was predicted at B3LYP/6-311++G(3df, 3pd) level of theory, and the connections were checked by intrinsic reaction coordinate calculations. The calculated results indicated that in HPO₃ system thermodynamically the most stable species HOPO₂ with planar structure (E1), (cis, cis)-HOOPO conformational isomer (E3), and stereo HP(O)O₂ with C_s symmetry, were found to have higher kinetic stability. The predicted results are in good agreement with previous experimental studies. Two new stereoisomers with HOPO₂ connectivity obtained in this work were unstable because of their very low dissociation energies.

Key words: HPO₃ system, isomer, isomerization, kinetic stability

引用此文

于海涛, 仲华, 池玉娟, 付宏刚, 孙家钟. HPO₃异构体结构与稳定性[J]. 化学学报, 2004, 62(8): 769-774.

YU Hai-Tao, ZHONG Huaa, CHI Yu-Juan, FU Hong-Gang, SUN Jia-Zhong. Structures and Stability of HPO₃ Isomers[J]. Acta Chimica Sinica, 2004, 62(8): 769-774.

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参考文献

[1] Leung, Y. C.; Wasser, J.; Van Houten, S.; Vos, A.; Wiegers, G. A.; Wiebenge, E. H. Acta Crystallogr. 1957, 10, 574.
[2] Griffin, A. M.; Minshall, P. C.; Sheldrick, G. M. J. Chem. Soc., Chem. Commun. 1976, 809.
[3] Meisel, M.; Grunze, H. Z. Anorg. Allg. Chem. 1970, 373, 265.
[4] Kawaguchi, K.; Saito, S.; Hirota, E. J. Chem. Phys. 1983, 79, 629.
[5] Kawaguchi, K.; Saito, S.; Hirota, E. J. Chem. Phys. 1985, 82, 4893.
[6] Saito, S.; Endo, Y.; Hirota, E. J. Chem. Phys. 1986, 84, 1157.
[7] Hirao, T.; Saito, S.; Ozeki, H. J. Chem. Phys. 1996, 105, 3450.
[8] Davies, P. B.; Thrush, B. A. Proc. Roy. Soc. A 1968, 302, 243.
[9] Withnall, R.; Andrews, L. J. Phys. Chem. 1988, 92, 4610.
[10] Nakamura, S.; Takahashi, M.; Okazaki, R.; Morokuma, K. J. Am. Chem. Soc. 1987, 109, 4142.
[11] Bell, I. S.; Ahmad, I. K.; Hamilton, P. A.; Davies, P. B. Chem. Phys. Lett. 2000, 320, 311.
[12] Lohr, L. L.; Boehm, R. C. J. Phys. Chem. 1987, 91, 3203.
[13] Kleiner, I.; Guilmot, J. M.; Carleer, M.; Herman, M. J. Mol. Spectrosc. 1991, 149, 341.
[14] (a) Yu, H.-T.; Chi, Y.-J.; Fu, H.-G.; Huang, X.-R.; Li, Z.-S.; Sun, J.-Z. Sci. China, Ser. B 2002, 45, 1. (b) Yu, H.-T.; Chi, Y.-J.; Fu, H.-G.; Huang, X.-R.; Li, Z.-S.; Sun, J.-Z. Sci. China, Ser. B 2002, 45, 282.
[15] Yu, H.-T.; Chi, Y.-J.; Fu, H.-G.; Huang, X.-R.; Li, Z.-S.; Sun, J.-Z. Acta Chim. Sinica 2002, 60, 49 (in Chinese). (于海涛, 池玉娟, 傅宏刚, 黄旭日, 李泽生, 孙家钟, 化学学报, 2002, 60, 49.)
[16] Chi, Y.-J.;Yu, H.-T.; Fu, H.-G.; Huang, X.-R.; Li, Z.-S.; Sun, J.-Z. Chin. J. Chem. 2002, 20, 760.
[17] Chi, Y.-J.; Yu, H.-T.; Fu, H.-G.; Xin, B.-F.; Li, Z.-S.; Sun, J.-Z. Chin. J. Chem. 2003, 21, 30.
[18] Chi, Y.-J.; Yu, H.-T.; Fu, H.-G.; Huang, X.-R.; Li, Z.-S.; Sun, J.-Z. Acta Chim. Sinica 2002, 60, 2097 (in Chinese).(池玉娟, 于海涛, 傅宏刚, 袁福龙, 黄旭日, 李泽生, 孙家钟, 化学学报, 2002, 60, 2097.)
[19] Withnall, R.; Andrews, L. J. Phys. Chem. 1987, 91, 784.
[20] Lo, W.-J.; Lee, Y.-P. J. Chem. Phys. 1994, 101, 5494.
[21] Cheng, B. M.; Lee, J. W.; Lee, Y. P. J. Phys. Chem. 1991, 95, 2814.
[22] Chen, W.-J.; Lo, W.-J.; Cheng, B.-M.; Lee, Y.-P. J. Chem. Phys. 1992, 97, 7167.
[23] Donahue, N. M.; Mohrschladt, R.; Dransfield, T. J.; Anderson, J. G.; Dubey, M. K. J. Phys. Chem. A 2001, 105, 1515.
[24] Nizkorkdov, S. A.; Wennberg, P. O. J. Phys. Chem. A 2002, 106, 855.
[25] Dixon, D. A.; Feller, D.; Zhan, C.-G.; Francisco, J. S. Int. J. Mass Spectrom. 2003, 227, 421.
[26] Jin, H.-W.; Wang, Z.-Z.; Li, Q.-S; Huang, X.-R. J. Mol. Struct. (THEOCHEM) 2003, 624, 115.
[27] Yu, H.-T.; Ding, Y.-H.; Huang, X.-R.; Li, Z.-S.; Fu, H.-G.; Sun, J.-Z. J. Mol. Struct. (THEOCHEM) 2001, 547, 47.
[28] Yu, H.-T.; Fu, H.-G.; Chi, Y.-J.; Li, Z.-S.; Huang, X.-R.; Sun, J.-Z. Chem. Phys. Lett. 2002, 359, 373.
[29] Fu, H.-G.; Yu, H.-T.; Chi, Y.-J.; Li, Z.-S.; Huang, X.-R.; Sun, J.-Z. Chem. Phys. Lett. 2002, 361, 62.
[30] Yu, H.-T.; Chi, Y.-J.; Guang, H.-Z.; Fu, H.-G.; Huang, X.-R.; Li, Z.-S.; Sun, J.-Z. Chem. J. Chin. Univ. 2002, 23, 1579 (in Chinese). (于海涛, 池玉娟, 光焕竹, 傅宏刚, 黄旭日, 李泽生, 孙家钟, 高等学校化学学报, 2002, 23, 1579.)
[31] Hohengerg, P.; Kohn, W. Phys. Rev. 1964, 136, B864.
[32] Becke, A. D. J. Chem. Phys. 1993, 98, 5648.
[33] Gonzalez, C.; Schlegel, H. B. J. Chem. Phys. 1989, 90, 2154.
[34] Gonzalez, C.; Schlegel, H. B. J. Phys. Chem. 1990, 94, 5523.
[35] Frisch, M. J.; Truchs, G. W.; Schlegel, H. B.; Scuseria, G. E.; Robb, M. A.; Cheeseman, J. R.; Zakrzewski, V. G.; Montgomery, J. A.; Stratmann, Jr. R. E.; Burant, J. C.; Dapprich, S.; Millam, J. M.; Daniels, A. D.; Kudin, K. N.; Strain, M. C.; Farkas, O.; Tomassi, J.; Barone, V.; Cossi, M.; Cammi, R.; Mennecci, B.; Pomelli, J.; Adamo, C.; Cliggord, S.; Ochterski, J.; Petersson, G. A.; Ayala, P. Y.; Cui, Q.; Morokuma, K.; Malick, D. K.; Rabuck, A. D.; Raghavachari, K.; Foresman, J. B.; Cioslowski, J.; Ortiz, J. V.; Baboul, A. G.; Stefanov, B. B.; Liu, G.; Liashenko, A.; Piskorz, P.; Komaromi, I.; Gomperts, R.; Martin, R. L.; Fox, D. J.; Keith, T.; Al-Laham, M. A.; Peng, C. Y.; Nanayakkara, A.; Gonzalez, C.; Challacombe, M.; Gill, P. M.; Johnson, B.; Chen, W.; Wong, M. W.; Andres, J. L.; Gonzalez, C.; Head-Gondon, M.; Replogle, E. S.; Pople, J. A. Gaussian 98, Revision A. 11.2, Gaussian Inc., Pittsburgh PA, 2001.
[36] Curtiss, L. A.; Raghavachari, K.; Trucks, G. W.; Pople, J. A. J. Chem. Phys. 1991, 94, 7221.

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[1]	李月悦, 彭叶, 陆豪杰. N-糖链唾液酸连接异构体的质谱分析方法研究进展[J]. 化学学报, 2021, 79(6): 705-715.
[2]	董薇, 聂梦思, 廉永福. Tb@C₈₂异构体的分离及其电化学性质研究[J]. 化学学报, 2017, 75(5): 453-456.
[3]	侯雪艳, 武锋, 周孟, 罗浩, 张文娟, 韩璇, 闫国毅, 师健友, 李锐. 吡咯并[3,4-c]吡唑衍生的Aurora激酶抑制剂在电喷雾质谱中的裂解规律研究[J]. 化学学报, 2013, 71(08): 1161-1166.
[4]	易平贵, 侯博, 汪朝旭, 刘峥军, 于贤勇, 徐百元. 杂苯C₅H₅X (X＝N, P, As, Sb, Bi)芳香性的核独立化学位移(NICS)与异构体稳定化能(ISE)研究[J]. 化学学报, 2013, 71(01): 126-132.
[5]	孟晨鹏, 王舜, 张克军, 金辉乐, 陈锡安, 胡茂林, 熊静. 2-(5-氟尿嘧啶-1-乙酰基)氨基-1,5-戊二酸二甲酯手性异构体与双链/G-四链体DNA相互作用的电化学研究[J]. 化学学报, 2011, 69(10): 1173-1178.
[6]	张庆友, 龙海林, 周艳梅, 郝军峰, 许禄, 冷吉燕. 苯环型化合物定量二维手性程度的研究[J]. 化学学报, 2011, 69(03): 311-315.
[7]	贺海鹏, 丁益宏. 五原子平面四配位碳分子[CAl₃X]和[CAl₃X]^－ (X＝Sn, Pb)的理论研究[J]. 化学学报, 2010, 68(01): 13-18.
[8]	刘媛,秦川, 侯菲儿,谢孟峡. 贝加因黄酮与不同异构体人血清白蛋白相互作用机制研究[J]. 化学学报, 2009, 67(7): 629-636.
[9]	石国升丁益宏. 双取代铵氧化物(R2HNO)与双取代羟胺(R2NOH)的相互转换机制的量子化学研究[J]. 化学学报, 2008, 66(22): 2483-2488.
[10]	尹萍胡茂林严小威王舜缪谦常雪琴赵克俭. 四种5-氟尿嘧啶二肽衍生物的合成、晶体结构和抗癌活性[J]. 化学学报, 2008, 66(14): 1693-1699.
[11]	周中军刘慧玲黄旭日孙家锺. 预测[Si, C, S]^＋和[Si, C, S]^－体系的稳定异构体[J]. 化学学报, 2008, 66(14): 1637-1640.
[12]	陈徽, 仇永清, 孙世玲, 刘春光, 苏忠民. 14顶点闭合型碳硼烷异构体的结构和稳定性的密度泛函理论研究[J]. 化学学报, 2007, 65(4): 305-309.
[13]	杨季冬,张书然,刘绍璞. 同步-偏振-导数荧光法同时测定三种苯二酚异构体的研究[J]. 化学学报, 2007, 65(20): 2309-2314.
[14]	安德烈,陈燕桂,张英俊,陈强,张志扬,严宏,孟桂英,赵文应,于正英. 一种含有手性联萘“铰链”单元的环芳分子的设计、合成及表征[J]. 化学学报, 2006, 64(14): 1465-1473.
[15]	沈报春,徐秀珠,张雪君,陈娟娟,徐欠佳. 喜树碱合成中间体的光学异构体分离及分离机理研究[J]. 化学学报, 2006, 64(1): 89-93.