吡啶甲酸铑阳离子催化甲醇羰基化反应机理的理论计算

采用有效核近似从头算方法,在HF/LANL2DZ水平下用Berny优化法,对吡啶甲酸铑阳离子催化剂催化甲醇羰基化反应中各基元反应的中间体、过渡态和产物的几何结构进行了优化,过渡态结构通过振动分析进行了确认;计算了各反应的活化位垒.CH_3OH与CO在吡啶甲酸铑阳离子催化剂的作用下反应分4步进行:(1)CH3I氧化加成反应;(2)羰基重排反应:(3)羰基配位反应;(4)CH_3COI还原消除反应.对于各基元反应,CH3I氧化加成反应位垒最高(167.78kJ/mol),是整个反应过程的决速步骤;羰基重排反应和CH_3COI还原消除反应的活化位垒分别为110.67和62.94 kJ/mol,羰基配位反应的位垒为零.与[Rh(CO)_2I_2]-催化剂相比,吡啶甲酸铑阳离子催化剂具有相同的催化机理,但后者催化剂上各步反应的位垒较低.     

甲醇羰基化制乙酸反应的理论研究

采用有效核势能近似(ECP)从头算方法, 在LANL2DZ基组下研究了铑碘络合物催化剂催化甲醇羰基化制乙酸的反应机理. 优化得到了反应基态势能面的反应物、过渡态和产物的几何构型. 理论计算结果说明, 该催化反应循环中CH₃I氧化加成、羰基插入和CH₃COI还原消除基元反应步骤的活化位垒分别为216.03, 128.10和126.56 kJ/mol, CH₃I氧化加成是整个反应的决速步骤.     

羟基钴催化氢甲酰化反应的理论研究

采用有效核势能近似(ECP)从头算方法,在HF/LANL2DZ水平下研究了羰基钴催化的氢甲酰化反应循环中的羰基插入、H2 氧化加成和脱氢还原系列基元反应步骤的反应机理.优化得到了反应基态势能面的中间体、过渡态和产物的几何构型.计算了反应活化位垒,并对各过渡态进行了振动分析以确认.理论计算结果表明,羰基插入、H2 氧化加成、脱氢还原的基元反应步骤的活化位垒分别为67.79、139.11和44.78kJ·mol-1.     

改性羰基钴催化氢甲酰化反应系列基元反应的理论研究

在HF/LANL2DZ水平下,采用有效核势能近似(ECP)从头算方法,研究了有机膦配体改性羰基钴催化的氢甲酰化反应循环中部分基元反应步骤的微观反应机理.优化了基态势能面上诸反应中间体、过渡态和产物的几何构型.计算了反应活化位垒.结果表明,羰基插入、加氢氧化和脱氢还原的基元反应步骤的活化位垒分别为54.02,134.02和43.44kJ/mol.     

DFT研究Schrock钼催化剂催化的丙烯和丙烯腈复分解反应机理

使用密度泛函理论方法研究了Schrock钼催化剂催化的丙烯和丙烯腈复分解反应机理。研究结果表明：所有金属环丁烷中间体都是三角双锥结构,配体OCF₃和NMe占据三角双锥结构的2个顶点。大部分过渡态具有与金属环丁烷中间体相似的结构特征。Schrock钼催化剂催化的丙烯和丙烯腈的复分解反应包含了3个反应步骤。基于不同通道过渡态结构的相对能量,我们预测顺式和反式产物的产率为9∶1,这个结果与实验事实吻合得很好。     

单重态二溴卡宾和甲醛环加成反应的量化研究

采用量子化学密度泛函理论,研究了单重态二溴卡宾和甲醛环加成反应的机理.在B3LYP/6-31G*基组水平上,优化得到了反应途径上反应物、过渡态、中间体和产物的几何构型;计算并考察了四种可能反应途径势能面上各驻点的构型参数、振动频率和能量;通过振动分析对过渡态和中间体构型进行了确认.计算结果表明,二溴卡宾和甲醛反应有四条反应通道,其中c反应通道(即0°-0°型)控制步骤的活化能仅为13.7 kJ·mol－1,反应容易进行.     

·C2H3+O2→HC·O+H2CO 的密度泛函理论研究

应用密度泛函理论研究了@C2H3+O2→HC@O+H2CO的反应机理.在DFT(B3LYP/6-31G*)水平上对反应过程中所有反应物、中间体、过渡态和产物的几何构型进行优化,通过频率振动分析确认中间体和过渡态.计算IRC反应路径的能量,分析了中间体的异构化过程和各主要原子的自旋密度.     

3,4,4-三甲基-1-乙酰基咪唑啉盐向邻苯二胺转移一 碳单元反应的理论研究

用PM3-MO半经验方法对叶酸辅酶模型化合物3,4,4-三甲基-1-乙酰基咪唑啉盐向邻苯二胺转移一碳单元的反应进行了理论研究。结果表明,咪唑环有两种开环方式,该反应可能通过两种途径实现,每一种途径都经历了六个反应步骤,包括两次质子转移步骤,其中第二次质子转移是限速步骤。优化计算了所有步骤的中间体和过渡态的结构,各个中间体和过渡态具有不同的构型,构象和能量。     

3,4,4-三甲基-1-乙酰基咪唑啉盐向邻苯二胺转移一 碳单元反应的理论研究

用PM3-MO半经验方法对叶酸辅酶模型化合物3,4,4-三甲基-1-乙酰基咪唑啉盐向邻苯二胺转移一碳单元的反应进行了理论研究。结果表明,咪唑环有两种开环方式,该反应可能通过两种途径实现,每一种途径都经历了六个反应步骤,包括两次质子转移步骤,其中第二次质子转移是限速步骤。优化计算了所有步骤的中间体和过渡态的结构,各个中间体和过渡态具有不同的构型,构象和能量。     

几个P-ylide反应机理的量子拓扑研究

采用MP2(FC)/6-311++G(d,p)对磷叶立德和类磷叶立德自由基反应机理进行了探讨.优化了中间体、过渡态和产物的几何构型,并采用内禀反应坐标法进行追踪.侧重从量子拓扑学的角度,对反应过程中各点进行电子密度拓扑分析,讨论了反应过程中化学键的断裂、生成和化学键的变化规律.上述两个反应都经历三员环过渡态,找到了这类反应的能量过渡态和结构过渡态.     

4-三甲基硅-1-丁烯-3-炔合成反应机理的密度泛函法研究

借助于G03W程序的B3LYP方法,对Pd催化三甲基硅乙炔与溴乙烯生成4-三甲基硅-1-丁烯-3-炔历程中的反应物、中间体、过渡态以及产物的分子几何构型、能量等进行了优化,获得了反应势能面上各反应驻点的几何构型及其活化能,并确定了过渡态的结构,同时利用过渡态理论研究了其反应速率,探讨了反应机理.计算结果表明,Sonogashira反应历程中的最大吉布斯自由能出现在炔基加成阶段,ΔG298为150.72kJ/mol,即炔基加成为整个反应的决速步.     

反式共轭类碳烯CH2=CH-CH=C:LiF氢迁移反应的DFT研究

应用密度泛函理论DFT方法,在B3LYP/6-31G*水平上研究了反式共轭类碳烯CH2=CH-CH=C∶LiF的氢迁移反应.计算优化了反应过程中的所有反应物、中间体、过渡态和产物的几何构型,通过频率振动分析确定中间体和过渡态.结果表明,在β位上的H原子迁移过程中,经历一个带有三元环结构的中间体和两个带有三元环结构的过渡态.第一步反应势垒较大.     

2，3－二甲基－1－对氯苯磺酰基咪唑啉盐与邻氨基苯酚反应的量子化学研究

用量子化学方法对叶酸辅酶模型化合物2，3－二甲基－1－对氯苯磺酰基咪唑 啉盐与邻氨基苯酚的反应进行了理论研究。结果表明，咪唑啉环有两种开环方式， 反应可以通过两种途径实现，得到较稳定的中间体或者实现一碳单元的完全转移。 通过优化计算所有步骤的中间体和过渡态的结构可知，各个中间体和过渡态具有不 同的构型、构象，有些过程的构象变化是进行下一步反应所必需的，在所有过程中 质子转移步骤过渡态的能量最高，是反应的限速步骤。     

PCl5与NH4Cl反应生成六氯环三磷腈的链引发反应机理的理论研究

采用密度泛函理论(DFF)方法研究了五氯化磷与氯化铵反应生成六氯环三磷腈的链引发过程的微观反应机理.在GGA-HCTH/DND理论水平下优化了反应路径上存在的反应物、中间体、过渡态及产物的几何构型,并通过频率分析确认了过渡态的结构.计算结果表明,该链引发是一个非常复杂的反应过程,反应路径上存在多种中间体和过渡态,并且这...     

苯胺和乙二醇生成吲哚反应机理的DFT理论研究

利用传统过渡态理论研究了苯胺和乙二醇生成吲哚反应的机理,设计了四种可能的反应通道.优化计算了反应物、产物和每个通道中可能的中间体和过渡态的几何构型,找出并确认了每个反应通道中各基元反应的可能过渡态和活化能.经分析对比给出该反应可能的主反应通道.同时初步探讨了在经过渡态TS1的基元反应中加入催化剂Ag后的反应机理.加入催化剂后,反应的活化能降低.     

5,10-CH+-THF向邻苯二胺转移一碳单元反应的理论研究

叶酸辅酶在酶催化的一碳单元转移过程中具有重要的作用,已有大量的实验及实验模拟对其生物学功能进行了研究分析.本文用PM3半经验方法对5,10-CH⁺-THF向邻苯二胺转移一碳单元的反应进行了理论研究.结果表明,5,10-CH⁺-THF中的咪唑啉环有两种开环方式,从而使得该反应可以通过两种途径实现,每一种途径都经历了6个反应步骤,其中包括限制速度的两次质子转移步骤.优化计算了每个步骤所有可能的中间体和过渡态的结构和能量,并通过比较分析得到了各反应阶段的最优中间体和过渡态结构.     

反式共轭类碳烯CH_2CH—CHC∶LiF氢迁移反应的DFT研究

应用密度泛函理论DFT方法,在B3LYP/6-31G*水平上研究了反式共轭类碳烯CH2CH—CHC∶LiF的氢迁移反应.计算优化了反应过程中的所有反应物、中间体、过渡态和产物的几何构型,通过频率振动分析确定中间体和过渡态.结果表明,在β位上的H原子迁移过程中,经历一个带有三元环结构的中间体和两个带有三元环结构的过渡态.第一步反应势垒较大.     

共聚物铑配合物催化甲醇羰基化速控步骤的理论研究

采用以原子重叠及电子离域的分子轨道理论ＡＳＥＤ ＭＯ（含原子对排斥的ＥＨＭＯ法）为基础的结构自动优化法，对共聚物铑配合物催化甲醇羰基化制乙酸反应速率控制步骤 氧化加成进行了理论研究．计算了不同共聚物配体形成的铑催化剂与碘甲烷的氧化加成反应途径，并得到反应活化能，分析了氧化加成反应过程中的电子转移和空间因素对活化能的影响，计算结果与实验结果是相符的，并从理论上解释了２ 乙烯基吡啶形成的共聚物铑配合物催化活性高于４ 乙烯基吡啶形成的共聚物铑配合物催化活性的原因．     

螯合型羰基铑配合物催化甲醇羰基化反应的机理研究

报道了螯合型正方平面羰基铑配合物催化甲醇羰基化反应的机理研究. 通过含有两种与铑具有不同配位能力的授体的配体, 与四羰基二氯二铑形成螯合型正方平面阳离子配合物. 研究证明, 该类配合物在催化甲醇羰基化反应过程中, 其活性物种区别于文献报道的[Rh(CO)2I2]－阴离子. 配合物中铑与吡啶环上共轭N形成的N→Rh配键, 在羰基化反应过程中并非通常认为的断裂而是形成新的活性物种, 即配体与铑作为整体参与了CH3I的氧化加成及CH3COI的生成过程. 通过对相应的聚合物配体铑催化剂的研究, 进一步证实了这个反应机理. 这一结果, 对该类催化剂分子设计, 以及克服其工业使用中的催化剂沉淀失活等现象均有重要意义.     

BH2+与H2O反应机理的量子拓扑研究

采用密度泛函方法B3LYP/6-311+G(d, p)和耦合簇方法CCSD/6-311+G(d, p)研究了BH2+与H2O的气相离子-分子反应机理. 优化得到了反应途径中各驻点的几何构型, 并采用内禀反应坐标法进行追踪. 从量子拓扑学的角度, 讨论了在反应过程中各化学键的变化. 反应(I)经历了一个四元环过渡态, 找到了这个反应的能量过渡态和两个结构过渡态.