2-溴丙酸气相热消除反应的机理

用密度泛函（DFT）方法,在B3LYP/6-31G**水平上对2-溴丙酸气相消除反应机理进行了研究.计算表明,反应主要是通过半极化五元环结构过渡态进行的,羧基上的氢原子协助溴原子离去,羧基氧原子帮助稳定过渡态.在B3LYP/6-311＋＋G(3df,3pd)水平上对B3LYP/6-31G**优化的几何构型进行了单点能计算,计算所得反应的速度控制步骤的活化能为189.461 kJ•mol－1,偏离实验值((180.3±3.4) kJ•mol－1)5.08％.     

DFT法研究离子液中EMIM~ 催化丁烯双键异构反应机理(II)

用密度泛函理论(DFT)在B3LYP/6鄄31G(d,p)的计算水平上研究了离子液中1鄄乙基鄄3鄄甲基咪唑阳离子(EMIM )的4鄄H和5鄄H原子催化丁烯双键异构反应的可能途径,优化了反应体系的平衡态和过渡态的几何构型,分析了反应过程中键参数的变化,通过振动分析对平衡态和过渡态进行了验证.计算结果表明,离子液中的EMIM 首先通过4鄄H和5鄄H原子吸附丁烯,进而催化丁烯的双键异构反应,EMIM 的4鄄H和5鄄H催化1鄄丁烯异构为2鄄丁烯的正反应活化能分别为204.2和207.3kJ·mol-1,逆反应活化能约为220.9和223.8kJ·mol-1,反应为基元反应.     

DFT法研究离子液中EMIM+催化丁烯双键异构反应机理(II)

用密度泛函理论(DFT)在B3LYP/6-31G(d, p)的计算水平上研究了离子液中1-乙基-3-甲基咪唑阳离子(EMIM⁺)的4-H和5-H原子催化丁烯双键异构反应的可能途径，优化了反应体系的平衡态和过渡态的几何构型，分析了反应过程中键参数的变化，通过振动分析对平衡态和过渡态进行了验证. 计算结果表明, 离子液中的EMIM⁺首先通过4-H和5-H原子吸附丁烯, 进而催化丁烯的双键异构反应, EMIM⁺的4-H和5-H催化1-丁烯异构为2-丁烯的正反应活化能分别为204.2和207.3 kJ•mol^-1，逆反应活化能约为220.9和223.8 kJ•mol^-1， 反应为基元反应.     

Br2+2HI=2HBr＋I2应机理的密度泛函理论

用密度泛函理论(DFT)B3LYP方法，取3-21G**基组研究了气相反应Br2＋2HI=2HBr＋I2的机理，求得一系列四中心和三中心的过渡态.双分子基元反应Br2＋HI→HBr＋IBr和IBr＋HI→I2＋HBr的活化能(81.02和121.08 kJ•mol－1)小于Br2、HI和IBr的解离能(249.21、320.16和232.42 kJ•mol－1)，故从理论上证明了标题反应将优先以分子与分子作用形式分两步完成.同时发现I原子与Br2分子反应生成较稳定的IBr2是一个无能垒过程，IBr2分解为IBr和Br原子的能垒为70.88 kJ•mol－1.     

DFT法研究分子筛催化trans-2-丁烯的双键异构

利用一个3T簇模型模拟分子筛催化剂的酸性位, 采用密度泛函理论(DFT)的 B3LYP/6-31G(d, p)方法, 研究了分子筛催化1-丁烯双键异构为trans-2-丁烯的反应机理. 对反应各驻点进行了全优化, 经过零点能校正后, 得到了反应的活化能. 研究表明, 反应分三步进行：物理吸附→化学反应→物理脱附. 分子筛的酸性位OH基团首先吸附1-丁烯的双键形成了π配位复合物, 然后按协同反应机理发生双键异构反应, 生成吸附态的trans-2-丁烯, 最后脱附成产物. 计算得到的表观活化能为57.1 kJ•mol^-1, 与实验结果接近.     

2-羟基吡啶质子转移过程的理论研究

采用量子化学中的密度泛函理论,在B3LYP/6-31G(d)基组水平上,计算并考察了2-羟基吡啶分子醇式结构和酮式结构进行结构互变的质子转移过程中的4种可能途径:(a)分子内质子转移,(b)水助催化质子转移,(c)同种二聚体双质子转移和(d)异种二聚体间双质子转移.计算结果表明,途经c所需要的活化能最小(2.6 kJ•mol－1,逆反应则为27.1 kJ•mol－1),而过程a所需要的活化能最大(137.2 kJ•mol－1),途径b和d的活化能居中间(分别为38.7和17.3 kJ•mol－1).研究还表明,氢键在降低反应活化能方面起着重要的作用.     

DFT法研究3-羟基丙烯醛的双键旋转异构反应机理

利用密度泛函理论(DFT)分别在B3LYP/6-31G**和B3LYP/6-311＋＋G**的计算水平上优化了基态3-羟基丙烯醛分子在双键旋转异构反应过程中的平衡态以及过渡态的几何构型，分析了反应过程中键参数的变化，计算了该反应的内禀反应坐标(IRC)，发现在重排反应途径上存在一个四元环骨架的中间体.通过振动分析对平衡态和过渡态进行了确认，并得到了零点能.计算结果表明，基态3-羟基丙烯醛分子的双键旋转异构反应经过两步完成，第一步反应位垒稍高，第二步反应位垒较低，存在着发生重排反应的可能性.     

BrONO2光解反应的理论研究

采用密度泛函方法,研究了大气臭氧层主要破坏物BrONO2的光解反应机理,在UB3LYP/6-311++G**水平上优化了反应物、产物、中间体和过渡态的几何构型,并在UQCISD(T)/6-311++G**水平上计算了单点能量,为了确证过渡态的真实性,在UB3LYP/6-311++G**水平上进行了内禀反应坐标(IRC)计算和频率分析.研究结果表明,BrONO2的光解反应有两条反应通道,其中生成BrO+NO2的反应活化能较小(14.89 kJ·mol-1),较易发生.     

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.     

甲醇与一氧化碳合成甲酸甲酯反应机理的理论研究

用密度泛函理论(DFT)研究了甲醇与一氧化碳的微观反应机理. 在B3LYP/6-311＋＋G(d,p)水平上优化了反应物、过渡态及产物的几何构型, 并通过振动分析和内禀反应坐标方法(IRC)分别确认了过渡态的结构与反应途径. 在CCSD/6-311＋＋G(d,p)水平上进行能量校正, 并根据计算的势能面探讨了CH₃OH＋CO反应机理. 结果表明, CH₃OH＋CO反应体系有三个可能的反应通道, 产物分别为甲酸甲酯、乙酸、羟基乙醛. 在无催化条件下, 计算得到生成甲酸甲酯、乙酸和羟基乙醛的反应活化能分别是364.715, 460.775和611.402 kJ•mol^－1, 生成甲酸甲酯和羟基乙醛的反应为吸热反应, 而生成乙酸的反应为放热反应.     

SiH2自由基与HNCO反应机理的理论研究

采用密度泛函理论B3LYP方法研究了SiH₂自由基与HNCO的反应机理, 并在B3LYP/6-311＋＋G**水平上对反应物、中间体、过渡态进行了全几何参数优化, 通过频率分析和内禀反应坐标(IRC)确定了中间体和过渡态. 为了得到更精确的能量值, 又用QCISD(T)/6-311＋＋G**方法计算了在B3LYP/6-311＋＋G**水平优化后的各个驻点的相对能量. 计算结果表明SiH₂自由基与HNCO的反应有五条反应通道, 其中顺式反应通道SiH₂＋HNCO→IM3→ TS4→IM5→TS5→IM6→SiH₂NH＋CO反应能垒最低, 为主反应通道.     

D-苯丙氨酸与Cu＋(1S0, 3d10)气相反应理论研究

用量子化学密度泛函(DFT)方法研究D-苯丙氨酸与一价基态金属阳离子Cu^＋在气相中反应的机理. 在B3LYP/6-31G*水平上, 优化了反应包含的4个反应通道的反应物、中间体、过渡态和产物的几何构型, 并采用B3LYP/DZVP, B3LYP/[6-311＋G**(C,H,O)＋Lanl2dz(Cu)], B3LYP/6-311＋G**, MP2/6-311＋G** 等方法对各驻点进行了单点能计算. 通过对计算结果的分析, 获得了其单重态反应势能面的一般轮廓、各驻点几何构型优化参数, 明确了其反应机理.     

可乐定分子构象异构和互变异构的理论研究

采用HF/6-31G*方法, 对氨基型和亚胺型可乐定中性分子以及质子化的可乐定分子进行了构象分析. 之后采用B3LYP/6-31G**方法对处于势能面上的能量极小构象异构体进行全自由度几何优化和频率分析. Onsager反应场溶剂模型用于水相的计算. 结果表明, 在气相和水相中可乐定中性分子主要以亚胺型存在, 这同已有实验结果一致. 进一步, 寻找构象异构化过渡态和氨基型亚胺型互变异构化过渡态, 探讨质子化和水溶剂化效应对异构化过程的几何结构和能量的影响. 为了考察氯苯的共轭效应对可乐定互变异构体稳定性的影响, 在B3LYP/6-31G**水平上, 研究了2-氨基-2-咪唑啉的互变异构化反应机理.     

An ab initio study of intermolecular interactions of nitromethane dimer and nitromethane trimer

Different geometries of nitromethane dimer and nitromethane trimer have been fully optimized employing the density functional theory B3LYP method and the 6-31++G** basis set. Three-body interaction energy has been obtained with the ab initio supermolecular approach at the levels of MP2/6-31++G**//B3LYP/6-31++G** and MP2/aug-cc-pVDZ//B3LYP/6-31++G**. The internal rotation of methyl group induced by intermolecular interaction has been observed theoretically. For the optimized structures of nitromethane dimer, the strength of C--H...O--N H-bond ranges from -9.0 to -12.4 kJ mol(-1) at the MP2/aug-cc-pVDZ//B3LYP/6-31++G** level, and the B3LYP method underestimates the interaction strength compared with the MP2 method, while MP2/6-31++G**//B3LYP/6-31++G** calculated DeltaE(C) is within 2.5 kJ mol(-1) of the corresponding value at the MP4(SDTQ)/6-31G**//B3LYP/6-31++G** level. The analytic atom-atom intermolecular potential has been successfully regressed by using the MP2/6-31++G**//B3LYP/6-31++G** calculated interaction energies of nitromethane dimer. For the optimized structures of nitromethane trimer the three-body interaction energies occupy small percentage of corresponding total binding energies, but become important for the compressed nitromethane explosive. In addition, it has been discovered that the three-body interaction energy in the cyclic nitromethane trimer is more and more negative as intermolecular distances decrease from 2.2 to 1.7 A.     

Hydroxylation Reaction Mechanism for Nitrosodimethylamine by Oxygen Atom

The hydroxylation reaction mechanism of nitrosodimethylamine(NDMA) by oxygen atom was theoretically investigated at the B3LYP/6-31G** level. It has been found that the path of the oxydation of the C―H bond is easier than the path involving a Singlet/Triplet crossing. The study of the potential surface shows that both solvent effect at B3LYP/6-31G** level and different method at more credible MP2/6-311G** level in the gas phase have no effect on the hydroxylation reaction mechanism. The oxidation hydroxylation process of NDMA by O is exothermic reaction and easy to occur.     

DFT Studies on the Isomerization of Butene Double Bond Catalyzed by 1-Butyl-3-methyl-imidazolium in Ionic Liquid

1 INTRODUCTION Butene and its isomers are important petroleum raw materials. Isomerization reaction of butene plays a key role in the course of C4 alkylation and its reaction mechanism has captured the attention of chemists all along[1, 2]. As a green so…     

锗烯与异硫氰酸反应机理的量子化学研究

采用密度泛函理论B3LYP方法研究了GeH2自由基与HNCS的反应机理,并在B3LYP/6-311++G**水平上对反应物,中间体,过渡态进行了全几何参数优化,通过频率分析和IRC确定中间体和过渡态。为了得到更精确的能量值,用QCISD(T)/6-311++G**方法计算了各个驻点的单点能,计算结果表明单重态的锗烯与异硫氰酸的反应有抽提硫、插入N-H键、抽提亚氨基的路径,而经由三元环中间体的抽提硫反应GeH2+HNCS→IM3→TS2→IM4→TS3→IM5→GeH2S+HNC(P1),反应能垒最低,为主反应通道,甲锗硫醛和异氰氢酸为主产物。锗烯经由四元环中间体抽提硫的反应为竞争反应通道。     

Theoretical Study on the Structure and Isomerization of CH_3SB

1 INTRODUCTION Solid boron and materials containing boron are po-tential excellent rocket fuel. Many studies arefocused in experiment and theory on the boroncompounds, among which simple boroncompound-HOB with simple structure can be readilyprepared. There are many reports on the experimentaland theoretical re- search results of the molecule aswell as unsaturated CH3NH=B and H2N=B exceptHOB. Very recently, some theoretical studies ofunsaturated CH3OB…