KHẢO SÁT TÍNH CHẤT QUANG PHỔ CỦA HỌ MÀU AZO
Trong bài thực hành này, sinh viờn thiết kế cụng thức húa học của họ màu azo, tối ưu húa cấu trỳc và tớnh toỏn phổ hấp thu UV-Vis cho họ màu này trờn phần mềm Hyperchem 7.5 pro. Cụng việc được tiến hành trong 2 buổi thực hành.
Phần 1: Thiết kế cụng thức 2D cho họ thuốc nhuộm azo.
Sinh viờn dựng cỏc kỹ năng ở cỏc bài trờn để xõy dựng cụng thức thuốc nhuộm như sau:
N SO3H N N N N N H X Cl OH HO3S SO3H
Phần 2: Xỏc lập sơ đồ tớnh toỏn
Veừ phãn tửỷ hai chiều
Molecular Building ( chuyeồn phãn tửỷ thaứnh 3 chiều )
Toỏi ửu hoựa caỏu truực theo phửụng phaựp PM3
Naờng lửụùng toồng . Naờng lửụùng liẽn keỏt , Nhieọt táo thaứnh vaứ caực thõng soỏ về caỏu truực
Quang phoồ dao ủoọng ủieọn tửỷ
So saựnh vụựi keỏt quaỷ thửùc nghieọm (neỏu coự)
Keỏt luaọn
Phần 3: Tiến hành tớnh toỏn dựa trờn sơ đồ tớnh toỏn đĩ xỏc lập
Trờn cơ sở này, phương phỏp tớnh toỏn trờn Hyperchem được thiết lập như sau:
3.1 Tối ưu húa cấu trỳc phõn tử (Geometry optimization) bằng phương phỏp Semi- empirical PM3 với cỏc lựa chọn:
Optimization algorithm = Polak-Ribiere
Criterion of RMS gradient = 0.0010 kcal/(A mol) Maximum cycles = 30000
Total charge = 0 Spin multiplicity RHF Calculation State Lowest
3.2 Tớnh phổ hấp thu electron UV-Vis bằng phương phỏp Semi-empirical PM3 với cỏc lựa chọn:
Convergence limit = 0.0100000 Iteration limit = 50 Accelerate convergence = YES
RHF Calculation
CI method: Singly Excited
Orbital Criterion: Occupied = Unoccupied = 30
3.3 Tớnh phổ hấp thu electron UV-Vis bằng phương phỏp Semi-empirical ZINDO/S với cỏc lựa chọn:
Convergence limit = 0.0100000 Iteration limit = 50 Overlap weighting factors: P(Sigma-Sigma) = 1.2670 P(Pi-Pi) = 0.5850
Accelerate convergence = YES RHF Calculation
CI method: Singly Excited – Orbital Criterion: Occupied = Unoccupied = 30
Phần 4: Xử lý kết quả tớnh toỏn
Ghi nhận hai mũi hấp thu cực đại, một trong vựng khả kiến và một trong vựng tử ngoại. So sỏnh, bàn luận kết quả thu được ở cả hai phương phỏp PM3, ZINDO/S và thực nghiệm (nếu
cú). Thay X bằng Br và lập lại quỏ trỡnh tớnh toỏn, ghi nhận kết quả. Kết quả trỡnh bày theo bảng sau:
Baỷng 1: Kết quả tớnh hấp thu cực đại trong vựng tử ngoại và khả kiến của hợp chất họ azobenzene PM3 o m p X 1 A 2 A 1 A 2 A 1 A 2 A Cl Br PM3 o m p X 1 A 2 A 1 A 2 A 1 A 2 A Cl Br ZINDO/S o m p X 1 A 2 A 1 A 2 A 1 A 2 A Cl Br
Với A là độ hấp thu
λ : bước súng (nm)
TÀI LIỆU THAM KHẢO
1. Frank Jensen (1999), “Introduction to computational chemistry” John Wiley & Sons. 2. Warren J. Hehre (1993) , “ Experiments in Computaional Organic Chemistry”,
Wavefunction Inc.
3. D.Young (2001) “Computational chemistry : A practical guide for applying techniques to real world problem”. John Wiley & Son Ltd.
4. Ausra Vektarrine, Arvydas Joudvirsis & Gytis “Substitution effect on reactivity of N-acyl- 2-amino-2-desoxy-glucopyranoses.Quantum Chemical Study” - Molecules ISSN 1420 – 3049. http://www.mpdi.org
5. Jeffrey R. Bocarsly and CarlW. David, “Evaluation experiment with computation in physic chemistry : the partical –in-a-box model with cyanine dyes” The chemical eduacator – Vol 2 No. 4 - ISNN 1430- 4171
6. Emil Pop, Marcus E Brewster “ Dimerization of dexanabinol by hydrogen bonding accounts for its hydrophobic character”– International Journal of Quantum Chemistry , Vol 65, 1057 – 1064 (1997) – Jphn Wiley & Sons Inc.
7. E.Koscien, J.Sanetra, E. Gondek, A. Danel, A. wisla, A.V Kityk “ Optical absorption measurement and quantum chemical simulations on 1H-pyrazolo[3,4 b] quinoline derivatives” - Optics communication227 (2003) 115-123 , Science direct ,
www.sciencedirect.com
8. J.A Soroka , F.L Perez-Medina and K.B. Soroka “Colour - constitution realtionships of free radicals of 2-methyl – 1,4,6 –triphenylpiridines” – Polish journal chemistry – 74, 687- 700(2000)
9. Computational Chemistry – Practical & theory Method – HyperChem7.0 10. Hyperchem – Reference Manual – Hyperchem 7.0
11. Nguyễn Đức Chung (2001) , “Hướng dẫn sử dụng hyperchem căn bản“, Nhà xuất bản Khoa học và Kỹ thuật Đại Học Quốc Gia TP.HCM.
12. Bài giảng và tài liệu Thực hành húa tớnh toỏn, Trần Hữu Hải, khoa CN Húa Học, ĐHCN TP.HCM.