质子化功能离子液体在许多重要领域具有潜在的应用价值,然而人们对其相互作用模式、质子转移行为等方面的认识尚不清晰.本文利用DFT/B3LYP和MP2方法,以脯氨酸阳离子[HPro]+、脯氨酸甲酯阳离子[HProC1]+和糖精阴离子[Sac]组成的质子化离子液体(PILs)为研究对象,探讨气态离子对、分子对、双聚体团簇中的结构单元及其作用模式.利用过渡态和内禀反应坐标(IRC)理论研究气态[HPro]+[Sac]和[HProC1]+[Sac]中的质子转移反应,AIM(atoms in molecules)理论分析给出氢键相互作用本质等.计算结果表明,气态单聚体中氢转移能垒很小,体系中存在离子对和分子对的动态平衡.质子转移发生后,体系内部基本作用单元改变,作用强度下降,形成分子对的相互作用能量远远小于离子对的相互作用能量.双聚体团簇计算说明体系中没有质子转移反应发生,在[HPro]2+[Sac]2中相互作用的基本结构单元为离子、分子和两性离子,酯化后双聚体[HProC1]2+[Sac]2中全部为阴阳离子相互作用.质子转移反应、两性离子和酯化作用等的深入研究对于理解功能化PILs的性质、结构因素及其应用具有一定的实际意义.
