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1. 研究目的与意义及国内外研究现状

目的：随着石油资源蕴藏量的日益枯竭、价格的大幅波动以及石油基燃料对全球气候变暖的加剧作用,寻找可再生的生物质基燃料替代石油基能源是科学界与工业界的研究热点领域,也是社会可持续发展及政府与公众高度关注的焦点问题。 2.5,-二甲基呋喃(dmf)具有高能量密度、高沸点、高辛烷值和不溶于水等优点,近年来被认为是一种非常有前景的液体燃料。在2,5-二甲基呋喃的生物质转化过程中，同时会生成2-甲基呋喃。2-甲基呋喃与dmf 都属于呋喃的同系物，化学结构十分相似，因此化学反应也相似。在大规模应用这类燃料之前, 需要对其燃烧性质进行相关的实验与理论研究。研究其光谱特性会为今后该物质的研究提供理论依据，使发展更为顺利。

意义： 能源枯竭和环境恶化是当今世界面临的两大挑战。生物质燃料是具有巨大潜力的可再生能源，在缓解能源短缺问题，保证能源安全，保护生态环境等方面具有独特的优势。通过掌握呋喃及其衍生物的主要解离离子的拉曼、红外振动光谱、紫外可见吸收光谱，并对苯环和烷基支链的键长进行了势能面扫描，会得到了该分子的重要信息。对其衍生物进行了前线轨道以及红外光谱的分析统计，对于2-甲基呋喃（c5h6o）和2.5-二甲基呋喃（c6h80）的解离机制有着重要的意义。因此本文将较为系统的陈述研究成果，这将为该类物质今后作为新型液体能源的开发研究提供重要的理论依据，具有相当的应用价值和指导意义。

2. 研究的基本内容

根据计算数据进行分析比较，得到了呋喃分子（C4H4O）的中苯环和烷基支链的键长、键角、二面角构型参数，以及红外振动光谱，以及分子前线轨道图。随后利用同样的机组对其衍生物2-甲基呋喃（C5H6O）和2.5-二甲基呋喃（C6H80）进相同的计算，同样得到了苯环和烷基支链的键长、键角、二面角构型参数。此外，本文还通过gaussian09计算得到呋喃（C4H4O）及其衍生物的主要解离离子的拉曼、红外振动光谱、紫外可见吸收光谱，并对苯环和烷基支链的键长进行了势能面扫描，得到了该分子的重要信息。最后，我们对呋喃及其衍生物的键长、键角、二面角构型参数在origin软件中进行了统计，得到呋喃的构型参数的具体规律。

3. 实施方案、进度安排及预期效果

实施方案：

首先，本次研究在gaussian09软件中的密度泛函理论在对呋喃（c4h4o）在b3lyp/6-311 g(d,p)基组水平上进行优化。根据计算分析后所得到苯环和烷基支链的键长、键角、二面角构型参数与实验结果基本吻合。且同时得到的呋喃的红外振动光谱，以及homo和lomo轨道并计算了能隙e_g，这对该分子的跃迁解离有重要意义。

最后，同样通过gaussian09设置在相同的基组条件下，对呋喃的衍生物2-甲基呋喃（c5h6o）和2.5-二甲基呋喃（c6h80）进相同的计算，得到了苯环和烷基支链的键长、键角、二面角构型参数。并且根据与呋喃（c4h4o）对比可以得到苯环和烷基支链的键长、键角、二面角的变化趋势。我们还对其衍生物进行了前线轨道以及红外光谱的分析统计，对于2-甲基呋喃（c5h6o）和2.5-二甲基呋喃（c6h80）的解离机制有着重要的意义。

4. 参考文献

[1] gaussian 09, revision d.01, m. j. frisch, g. w.trucks, h. b. schlegel, et al. gaussian, inc., wallingford ct, 2009.

[2] ] condon, e. a theory of intensity distribution inband systems [j]. physical review ,1926,28: 1182–1201.

[3]谢明勇, 黄军根, 聂少平. 热加工食品中呋喃的研究进展[j].食品与生物技术学报，2010(1):1-8.