HF对乙烯加成反应的ab initio分子轨道理论研究

用ab initio分子轨道理论研究和确定HF对乙烯分子型加成反应的可能途径.考虑了二种可能的反应机制.其一为经过一个四中心过渡态,顺式加成途径.另一为经过一个垂直过渡态(HF 分子轴垂直于 C=C 双键并在其中点上方).得到了二维反应位能面并计算了活化能.计算结果表明,第一种机制(经过四中心过渡态)是可能的反应途径,计算的     

NH2 + HNCO反应机理的从头计算

在6-311G(d,p)基组水平上, 采用全电子的UMP2和UQCISD(T)方法对自由基NH₂和HNCO反应机理进行了研究, 结果表明, 反应存在如下两条反应通道: NH₂ + HNCO→NH₃ + NCO (1)和NH₂ + HNCO→N₂H₃ + CO (2). 反应(1)是吸氢反应, QCISD(T,full)// MP2(full)/6-311G(d,p) 计算位垒是29.04 kJ/mol. 与实验估计值29.09 kJ/mol一致. 在反应的温度区间(2300～2700 K),传统过渡态理论得出的速率常数值的范～围是1.68×1011～3.29×10¹¹cm³·mol^-1·s^-1, 支持了反应速率常数应小于等于5.0×10¹¹cm³·mol^-1·s^-1的实验结论. 对反应(1), 理论研究还得出反应物分子可通过分子间作用生成氢键复合物(HBC), 其能量相对于反应物降低32.41 kJ/mol. 反应(2)是一个可经过顺式或反式方式进行的分步反应, 在反应分子间第1步生成N—N键, 再经过一个C—N键断裂过渡态生成产物. 反应(2)控速步骤的位垒为92.79 kJ/mol(顺式)或147.43 kJ/mol(反式). 反应(2)位垒高于反应(1).     

鸟嘌呤受羟基自由基损伤反应机理的量子化学研究

用密度泛函理论(DFT)研究羟基自由基与鸟嘌呤分子加成反应的过渡态, 并进行内禀反应坐标(IRC)反应路径解析, 结果表明, 羟基自由基加成到鸟嘌呤碳碳双键上. 利用B3LYP/6-31++G**对反应物、反应物络合物、过渡态以及产物络合物等反应通道上各个能量驻点的能量进行了计算, 得到反应活化能E_a=28.0867 kJ/mol. AIM计算结果显示, 过渡态结构中鸟嘌呤分子碳碳双键结构被削弱, 羟基自由基氧原子与鸟嘌呤分子碳碳双键中的C4原子具有较强的相互作用, 双键中剩余的π电子离域到了环体系中.     

类卡宾CH2ClLi和甲醛加成反应机理的从头算

以HF/6-31G*基组研究了类卡宾CH2ClLi和甲醛在四氢呋喃溶液中的加成反应机理.CH2ClLi和甲醛,首先生成一个初期络合物,并伴有明显放热.络合物经一个平面双环结构的过渡态到达产物,仅需要一个很小的活化能(14.6 kJ/mol).在这个羰基加成过程中,甲醛羰基碳的亲电进攻较类卡宾碳的亲核进攻表现得更加活跃.整个反应放热效应达216.5 kJ/mol.     

白藜芦醇清理羟基自由基夺氢机理的量子化学研究

在DFT方法的B3LYP/6-31G水平下, 对反式白藜芦醇分子的所有可能构象进行了优化, 并对最稳定构象进行了自然键轨道分析. 键级数据表明, 白藜芦醇清理羟基自由基最活泼反应位点应为其单羟基环上的羟基, 对产物白藜芦醇自由基的优化结果表明, 单羟基环氧自由基的稳定性最高. 在B3LYP/6-31G水平下寻找白藜芦醇单羟基环羟基清理羟基自由基的过渡态, 频率分析结果表明只存在一个虚频. 对该过渡态结构进行内禀反应坐标反应路径解析(IRC), 结果表明, 过渡态沿反应坐标方向分别指向反应物络合物和产物络合物, 反应通道各个能量驻点显示反应物与反应物络合物的能量差为E1=173.5193 kJ/mol, 反应物络合物与过渡态、反应物络合物与产物的能量差分别为Ea=16.5143 kJ/mol, E2=51.8799 kJ/mol. 可见反应物的能量远高于过渡态及产物, 因此, 反应物络合物的形成应是整个反应的驱动力.     

铑碘催化剂催化甲醇羰基化反应的IRC解析

在HF/LANL2DZ水平上, 采用能量梯度法, 研究了铑碘催化剂催化甲醇羰基化反应循环中各基元反应的反应物、中间体、过渡态、产物的几何结构, 并计算了它们势能面的变化. 通过对各基元反应过渡态的IRC解析, 证实了所得各类几何结构是甲醇羰基化铑碘催化循环反应途径上的驻点, 完整给出了循环反应过程中分子沿极小能量途径在各基元反应过程中的构型变化, 并提出了中间体构型转换在循环反应过程中的作用. 通过结构分析, 提出了顺式和反式催化循环反应两种途径之间除催化活性物顺反异构关联外, 还可以通过中间体构型转换关联, 其活化能为49.79 kJ/mol, 并且在还原消除基元反应步骤有既非顺式也非反式的情况, 证明该循环反应可能经历多个途径实现, 但无论何种途径, 碘甲烷氧化加成基元反应是整个循环反应过程的速控步骤.     

InX_3(X=F,Br)催化N-甲基吲哚与酮酸酯不对称合成机理的研究

采用密度泛函理论(DFT)中的B3LYP方法,在B3LYP/6-31+G(d,p)基组水平上(In采用赝势基组Lan L2DZ),二氯乙烷(DCE)作为溶剂,研究了In X_3(X=F,Br)催化N-甲基吲哚与酮酸酯不对称合成微观反应机理,对反应通道上反应物、中间体、过渡态和产物进行了结构优化,通过能量和振动频率分析以及内禀反应坐标(IRC)计算证实了过渡态和中间体的合理性,并且在相同基组水平上,通过自然键轨道(NBO)理论和原子理论(AIM)分析了分子轨道间的相互作用及成键特点.结果发现:在In F_3催化作用下,N-甲基吲哚与酮酸酯反应形成1,2-加成产物和1,4-加成产物的反应速控步骤活化能分别为25.62和12.52 kcal/mol,在In Br_3催化作用下,N-甲基吲哚与酮酸酯反应形成1,2-加成产物和1,4-加成产物的反应速控步骤活化能分别为26.87和13.95 kcal/mol.比较研究结果,In F_3能有效催化该反应的进行,且1,4-加成产物更容易生成,我们的研究结果与实验结果相吻合.还采用连续介质模型(PCM)比较了5种溶剂化作用对反应的影响,可以预测:二甲亚砜(DMSO)溶剂条件下,In F3催化1,4-加成产物的产率会更高.     

CuI/BtH催化苯硫酚与对甲氧基溴苯C–S偶联合成(4-甲氧基)(苯基)硫醚反应机理理论研究

采用密度泛函理论(DFT)中的B3LYP方法对CuI/BtH催化苯硫酚与对甲氧基溴苯C–S偶联合成(4-甲氧基)(苯基)硫醚反应机理进行了理论研究.在6-31+G(d)基组水平上,全参数优化了气相条件和N,N-二甲基甲酰胺(DMF)溶剂化条件下反应机理中所有反应物、过渡态、中间体和产物构型,对优化后各化合物的构型在B3LYP/6-311++G(d,p)基组下进行了单点能计算和零点能矫正,通过能量和振动频率分析以及内禀反应坐标(IRC)计算证实了中间体和过渡态的合理性.并且在优化计算相同基组水平上,应用自然键轨道(NBO)理论和分子中的原子(AIM)理论分析了复合物的成键特征和轨道间相互作用.在CuI单独催化此反应的机理中,计算得到一条反应路径,控制步骤所需活化能是180.49 kJ/mol(sol).而当CuI/BtH共同催化反应时,计算得到两条反应通道IA和IB,其中IA为最优反应通道,控制步骤所需活化能为101.77kJ/mol(sol);IB反应通道控制步骤活化能为143.78 kJ/mol(sol).配体苯并三唑(BtH)加入反应有效地降低了反应控制步骤所需活化能,同时有利于产物和催化剂的分离,这与实验所得结论一致.     

CS与NO分子反应势能面的理论研究

应用量子化学从头计算和密度泛函理论(DFT)对CS分子和NO分子的反应机理进行了研究. 在B3LYP/6- 311G**和CCSD(T)/6-311G**水平上计算了CS分子与NO分子反应的二重态和四重态反应势能面. 计算结果表明, 二重态反应势能面中, CS分子的C端和NO的N端连接是主要的反应方式. 反应物先经过过渡态TS1, 形成具有直线结构的中间体1 (CSNO). 中间体1经过一系列异构化得到主要产物P₁ (CO＋SN). 此反应是放热反应, 反应热为－183.75 kJ/mol . 而四重态由于反应入口势垒过高, 是不重要的.     

吡啶光氯化反应过渡态和反应途径的量子化学研究

用量子化学B3LYP方法在3---21G*水平上优化吡啶光氯化反应加成取代反应机理生成邻、间、对位氯代吡啶不同反应途径的过渡态并对反应热和活化能进行了计算,对邻位反应途径进行了IRC反应路解析,计算结果表明邻位反应途径过渡态的能量最低,为－704.830027a.u.,生成2－氯吡啶所需的活化能最低,为114.60kJ/mol。光氯化反应主要产物为2－氯吡啶,与实验结果一致。IRC反应路径显示在反应过程中C(2)---H(7)键的断裂和C(2)-----Cl(8)键的生成是协同但不是同步的。     

聚合物对多壁碳纳米管的包覆改性研究

探讨了聚合物对碳纳米管的包覆改性.将多壁碳纳米管(MWNTs)通过浓硫酸和浓硝酸的混酸(体积比=3∶1)处理,使其带上羧基.将羧化MWNTs与甲基丙烯酸缩水甘油酯(GMA),苯乙烯双组分接枝聚苯乙烯(PS-g-(GMA-co-St))通过溶液共混方法,使其接在MWNTs上的羧基和GMA所带的环氧基团之间发生酯化反应,实现MWNTs表面接枝上PS-g-(GMA-co-St).扫描电镜观察表明,羧化MWNTs平均管径约为40nm,而接枝上PS-g-(GMA-co-St)的改性MWNTs管径可达约100nm.用四氢呋喃(THF)对表层包覆的PS-g-(GMA-co-St)刻蚀后,其直径降回到约40nm,这和先前观察到的羧化MWNTs的直径基本一致.对刻蚀后的MWNTs样品的FT-IR分析也表明MWNTs表面上存在接枝PS.表面经过PS-g-(GMA-co-St)修饰后,可以形成包覆层,为MWNTs在聚合物基体中分散、制备纳米功能材料提供了途径.     

乙炔在烯烃歧化催化剂上的聚合

近年来文献中出现了一些以歧化催化剂用于炔烃聚合的尝试^[1-4],例如以WCl₆-ph₄Sn、MoCl₅-ph₄Sn体系进行炔烃聚合反应,均有活性。我们在烯烃均相催化歧化反应的研究中,试探了将此类催化剂用于乙炔聚合,结果是:(1)试验过的7种催化体系均能使乙炔聚合,生成黑色不溶的高分子,红外光谱测定表明,得到的聚乙炔是顺式和反式结构的混合物,此外,部分乙炔尚三聚环化成苯;(2)不同催化剂作用下乙炔聚合和烯烃歧化的活性和选择性没有平行关系;(3)几种催化体系对乙炔高聚和环化三聚的选择性不同(见表1)。     

新型五甲基茂基三苄氧基钛／甲基铝氧烷催化剂合成苯乙烯—乙烯共聚？…

以五甲基茂基三苄氧基钛〔Ｃp＊Ｔi（ＯＢz）３〕和甲基铝氧烷（ＭＡＯ）组成的催化体 用本体法合成出苯乙烯－乙烯共聚物Ｐoly（Ｓ－ｃｏ－Ｅ）。考察了共聚温度,共聚时间 ,Ａ１／Ｔi摩尔比,主催化剂浓度〔Ｔi〕等条件对共聚反应的影响。共聚产物经沸丁酮,沸四氢呋喃（ＴＨＦ）连续抽提分离,发现共聚物主要存在于ＴＨＦ可溶级分中。可溶级分经ＤＳＣ,＾１３Ｃ－ＮＭＲ,ＷＡＸＤ,ＤＭＡ等手段分析,证明苯乙烯－乙烯共聚物为     

单分散磁性纳米粒子固定化猪胰脂肪酶的研究

借助溶热法制备了一种亲水及生物相容良好的Fe3O4磁性纳米粒子,用γ-氨丙基三乙氧基硅烷直接对所得磁性粒子表面改性,然后用戊二醛偶联法制得了固定化猪胰脂肪酶.表征研究显示,所得磁性粒子粒径约200 nm,具有良好的单分散性和磁响应性.考察了戊二醛浓度、给酶量和反应时间对脂肪酶固定化过程的影响,并通过游离酶与固定化酶的比...     

异丁酸在Fe-Pb-磷酸盐催化剂上的吸附研究

本文用脉冲色谱法研究了异丁酸(IBA)在Fe-Pb-磷酸盐催化剂上的可逆吸附及不可逆吸附规律以及H₂O预吸附对IBA不可逆吸附的影响。为进一步研究异丁酸在此催化剂上吸附及氧化脱氢反应机理提供某些信息。     

钠改型天然斜发沸石的铵离子交换平衡

对分别来自国内三个产地和澳大利亚的天然斜发沸石样品进行了铵离子交换性能的研究，在25℃下测定了样品的总交换容量和平衡等温线，根据测定的平衡等温线，提出了表示沸石平衡情况的双孔道组合模型，并用文献报道的结果对模型进行检验，此模型不仅与实验结果较好地符合而且也适用于文献报道的结果。     

柠檬酸在D354树脂上的离子交换研究

研究了大孔型弱碱性阴离子交换树脂Ｄ３５４分离水中柠檬酸的相平衡和动力学。Ｌａｎｇｍｕｉｒ方程能够良好地关联等温线。建立了离子交换过程的孔扩散模型，并以正交配置法与Ｇｅａｒ法结合进行数据拟合。结果表明，液膜阻力对交换过程具有重大影响，简单线性推动力模型能够很好地描述液膜传质过程。     

ZSM-5分子筛吸附分离对二乙苯的研究

本文用动态法就对二乙苯在ＺＳＭ－５分子筛上的吸附进行了研究，考察了温度、脉冲进料量、解吸剂的流速、解吸剂的性质等对分离效果的影响，确定了最佳操作条件：温度为２００℃～２３０℃，常压，以甲苯为解吸剂，解吸剂流量 ２５０～３５０Ｋｇ／ｍ２·ｈ，对二乙苯的单程收率为 ６０％，纯度＞９５％。