C50(D5h)衍生物-异质富勒烯C48P2的分子行为理论研究

摘要

用半经验的AM1和MND0方法以及密度泛函B3LYP/3-21G方法对C50(D5h)的衍生物C48P2的所有可能的异构体进行了系统的理论研究.优化了稳定构型,计算了生成热、HOM0-LUMO能级差、NICS值、红外光谱及电子光谱,并与C48X2(X=B,N)的分子行为进行了比较.计算结果表明:(1)C48P2的最稳定异构体是异构体C48P2-78,该异构体对应于赤道位置六元环内的1,4-取代产物;(2)决定C48P2异构体稳定性的主要因素是碳笼的张力,而稳定性和芳香性之间没有明显的相关性;(3)相对较稳定的C48P2异构体的HOMO-LUMO能级差比C50的HOMO-LUMO能级差大;(4)计算出的红外光谱以及电子光谱可以供实验参考;计算出的NICS值也可以用来表征C48P2各异构体.(5)C48P2与C48X2(X=B,N)具有相同的取代选择性规律及稳定性决定因素,并且相对较稳定的异构体均具有比C50本体大的HOMO-LUMO能级差.