JST: Engineering and Technology for Sustainable Development Volume 31, Issue 1, March 2021, 006-010 6 Nghiên cứu hóa học lượng tử về cấu trúc và tính chất phân tử của chất màu 2-[(2-methoxy-4-nitrophenyl)azo]-N-(2-methoxyphenyl)-3-oxo-butanamide Quantum Chemical Studies of Structural Parameters and Molecular Properties of Pigment 2-[(2-methoxy-4-nitrophenyl)azo]-N-(2-methoxyphenyl)-3-oxo-butanamide Nguyễn Trọng Ngha 1* , Nguyễn Hồng Dương 1 , Cao Hồng Hà 1 , Nguyễn Ngọc Tuệ 1 , Trần Thành ô 2 1 Trường Đại học Bách khoa Hà Nội, Hà Nội, Việt Nam 2 Công ty TNHH Công Nghệ Delta Việt Nam, Hà Nội, Việt Nam * Email: nghia.nguyentrong@hust.edu.vn Tóm tắt Các cht màu có vai trò quan trng trong ngành công nghip sơn. Các thông s cu trúc và tính cht phân t ca 2-[(2-methoxy-4-nitrophenyl)azo]-N-(2-methoxyphenyl)-3-oxo-Butanamide (cht màu P.Y.74) đã đc xác đnh bng s tính toán lng t  mc lý thuyt B3LYP/6-31+G(d). Kt qu ca chúng tôi cho thy cu trúc trans – trans ca cht màu P.Y.74 bn vng nht. Orbital th 46 là orbital HOMO trong khi orbital th 47 là orbital LUMO và khong cách nng lng HOMO-LUMO ca phân t là 0,067815 a.u. Bên cnh đó, b mt th nng ng vi s phân hy ca cht màu này cng đã đc nghiên cu  cùng mc lý thuyt. Các kt qu tính toán này có th làm cơ s cho các nghiên cu thc nghim trong tơng lai. Từ khóa: Tính toán lượng tử, chất màu, bề mặt thế năng. Abstract Pigments play an important role in the paint industry. The structural parameters and molecular properties of 2-[(2-methoxy-4-nitrophenyl)azo]-N-(2-methoxyphenyl)-3-oxo-Butanamide (pigment P.Y.74) have been determined by quantum calculation at the B3LYP/6-31+G(d) level of theory. Our results show that the trans – trans structure of pigment P.Y.74 is the most stable. The 46 th orbital is the HOMO orbital when the 47 th orbital is the LUMO orbital and the HOMO-LUMO energy gap of the title molecule is found to be 0.067815 a.u. Besides, the potential energy surface for its decomposition has been investigated at the same level of theory. The results may be helpful for experimental studies in the future. Keywords: Quantum calculation, pigment, potential energy surface. 1. Mở đầu * Trong cuộc sống hiện đại ngày nay, nhu cầu về các sản phẩm sơn có tính nng ưu việt ngày càng cao. ối với một sản phẩm sơn, yêu cầu về màu sắc tươi đẹp và bền với điều kiện môi trường là một trong những yếu tố quyết định đến việc lựa chọn sản phẩm sơn. Hóa học đã nghiên cứu, tổng hợp được hàng triệu màu sắc trên cơ sở các loại chất màu vô cơ, hữu cơ [1], tự nhiên hay tổng hợp. Các chất màu hữu cơ tổng hợp đóng vai trò quan trọng trong các các ngành công nghiệp. Chúng được tổng hợp dựa trên cơ sở nhiều nhóm chất mang màu, như azo, antraquinone, indigo, phtalocyanide, nitro, nitroso,...[1]. Trong đó, các chất màu azo chiếm số lượng lớn hơn cả, tới 60% tổng lượng thuốc nhuộm [1], đóng góp vào khoảng 80% các chất màu nhân tạo [2]. Màu sắc của các chất màu azo rất đa dạng, có thể mang các màu đỏ, vàng, cam,... với gam màu tươi. Màu sắc của chúng phụ thuộc hoàn toàn vào liên kết N=N trong phân tử và sự tương tác giữa các nhóm trợ màu với liên kết N=N. ISSN: 2734-9381 https://doi.org/10.51316/jst.148.etsd.2021.31.1.2 Received: April 24, 2020; accepted: July 17, 2020 ã có nhiều chất màu azo được nghiên cứu lý thuyết và thực nghiệm được báo cáo trong nhiều tài liệu [3-6]. Ví dụ, trong công trình của mình [3], Özkinali và các đồng sự đã đưa ra các tính chất về orbital HOMO - LUMO, phổ FTIR, phổ NMR của chất màu azoimine bằng phương pháp phiến hàm mật độ (DFT) ở mức B3LYP/6-311++G(2d,2p), cho kết quả phù hợp tốt với thực nghiệm. Tuy nhiên, chất mầu P.Y.74 có công thức phân tử C18H18N4O6 (2-[(2- methoxy-4-nitrophenyl)azo]-N-(2-methox yphenyl)- 3-oxo-Butanamide, là một chất màu mới, thuộc hệ các chất màu azo; hiện nay chưa có nghiên cứu nào về chất màu này. Mục đích của chúng tôi là sử dụng những ưu điểm của Hóa học tính toán để nghiên cứu cấu trúc và tính chất phân tử, làm cơ sở để nghiên cứu độ bền và việc sử dụng chất màu này trong thực tiễn. Trong nghiên cứu này, chúng tôi sử dụng phương pháp DFT để nghiên cứu các cấu trúc có thể có và xây dựng bề mặt thế nng phản ứng phân hủy của P.Y.74.