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Characterization of Azirine and Its Structural Isomers
The Journal of Physical Chemistry A ( IF 2.7 ) Pub Date : 2018-10-23 00:00:00 , DOI: 10.1021/acs.jpca.8b07788 Claire E. Dickerson 1 , Partha P. Bera 2, 3 , Timothy J. Lee 2
The Journal of Physical Chemistry A ( IF 2.7 ) Pub Date : 2018-10-23 00:00:00 , DOI: 10.1021/acs.jpca.8b07788 Claire E. Dickerson 1 , Partha P. Bera 2, 3 , Timothy J. Lee 2
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The structures and spectroscopic properties of azirine (C2H3N), a nitrogen-containing three-membered cyclic molecule, and its isomers were studied with state-of-the-art ab initio quantum chemical methods. Azirine is isomeric with methyl cyanide (CH3CN) and methyl isocyanide (CH3NC)—both observed in the star-forming regions of Sgr B2. In this study, we characterize the stationary points on the potential energy surface, relative energies, dipole moments, rotational constants, and harmonic vibrational frequencies of the 2H-azirine (a), 1H-2,2H-azirine (b, carbene isomer), and 1H-azirine (c) cyclic isomers. The CCSD(T) method and density functional theory (DFT), using the ωB97-X functional, along with Dunning’s cc-pVXZ (X = T and Q) basis sets were used to optimize molecular geometries and calculate vibrational frequencies. The 2H-azirine, an imine isomer (a), was found to be the lowest in energy among the cyclic isomers, followed by the carbene isomer (b), and last the 1H-azirine, an enamine isomer (c). All three cyclic isomers have a Cs symmetry equilibrium structure. Azirines, if identified (three linear C2H3N isomers are already identified in the same source toward the galactic center, Sgr B2), would be the first nitrogen-containing cyclic molecules identified in an astronomical observation.
中文翻译：
zi嗪及其结构异构体的表征
用最先进的从头算量子化学方法研究了含氮三元环状分子azirine（C 2 H 3 N）的结构和光谱性质。zi嗪与甲基氰化物（CH 3 CN）和甲基异氰酸酯（CH 3 NC）是同分异构体，两者均在Sgr B2的恒星形成区域中观察到。在这项研究中，我们表征了2 H-叠氮基（a），1 H -2,2 H-叠氮基（b，卡宾异构体）和1 H-azirine（c）环状异构体。CCSD（T）方法和密度泛函理论（DFT），使用ωB97-X泛函，以及Dunning的cc-pVXZ（X = T和Q）基集，用于优化分子几何结构并计算振动频率。发现2 H-叠氮基亚胺异构体（a）在环状异构体中能量最低，其次是卡宾异构体（b），最后是1 H-叠氮基烯胺异构体（c）。所有三个环状异构体均具有C s对称平衡结构。偶氮，如果已识别（三个线性C 2 H 3已经在同一来源向银河系中心鉴定了N个异构体（Sgr B2），这将是在天文观测中鉴定出的第一个含氮环状分子。
更新日期：2018-10-23
中文翻译：
zi嗪及其结构异构体的表征
用最先进的从头算量子化学方法研究了含氮三元环状分子azirine（C 2 H 3 N）的结构和光谱性质。zi嗪与甲基氰化物（CH 3 CN）和甲基异氰酸酯（CH 3 NC）是同分异构体，两者均在Sgr B2的恒星形成区域中观察到。在这项研究中，我们表征了2 H-叠氮基（a），1 H -2,2 H-叠氮基（b，卡宾异构体）和1 H-azirine（c）环状异构体。CCSD（T）方法和密度泛函理论（DFT），使用ωB97-X泛函，以及Dunning的cc-pVXZ（X = T和Q）基集，用于优化分子几何结构并计算振动频率。发现2 H-叠氮基亚胺异构体（a）在环状异构体中能量最低，其次是卡宾异构体（b），最后是1 H-叠氮基烯胺异构体（c）。所有三个环状异构体均具有C s对称平衡结构。偶氮，如果已识别（三个线性C 2 H 3已经在同一来源向银河系中心鉴定了N个异构体（Sgr B2），这将是在天文观测中鉴定出的第一个含氮环状分子。
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