O(3P)原子和硅烷化学反应动力学研究

本文报道了用流动放电-化学发光技术测定O(~3P)和硅烷化学反应速率常数.在293—413K范围内, 结果为k=(1.05±0.36)×10~(-10)exp[(-3.06±0.10) kcal·mol~(-1) /RT] cm~3·molecule~(-1)·s~(-1)并用过渡态理论将上述实验结果外推到200—2000 K范围内. 计算结果以三参数公式表示为: k=7.67×10~(-19) T~(2.59) exp(-720 cal·mol~(-1)/RT) cm~3·molecule~(-1)·s~(-1).     

CH_3CH_2O与HO_2抽氢反应与主通道速率常数的理论研究

在B3LYP//6-311++G(2df,2p)水平完成了对CH_3CH_2O与HO_2反应各驻点物种的几何构型优化,并在相同水平上对相关物种进行了频率分析和内禀反应坐标(IRC)计算.为得到较准确的单点能信息,同时采用CCSD(T)/cc-pVTZ方法对反应途径中各驻点进行单点能校正.标题反应的单、三重态势能剖面图揭示,反应在单、三重态势能面上均有3条抽氢通道.其中单重态通道分别生成1CH3CHO+H_2O_2(R1),CH_3CH_2OH+1 O_2(R2)和1CH_2CH_2O+H_2O_2(R3),三重态通道分别生成3CH3CHO+H_2O_2(R4),CH_3CH_2OH+3O_2(R5)和3CH_2CH_2O+H_2O_2(R6);势垒高度揭示三重态在动力学和热力学上比单重态更具优势.200K~1 200K区间内标题反应速率常数计算结果表明,除通道R5的速率常数几乎不随温度变化外,所有其他通道的速率常数均随温度升高而增大(即速率呈现正温度系数效应),同时发现抽氢通道R5的分支比始终大于94%,因而是绝对优势通道.     

CH3SH与NO2的反应机理及动力学

在G3B3,CCSD(T)/6-311++G(d,p)//B3LYP/6-311++G(d,p)水平上详细研究了CH3SH与基态NO2的微观反应机理.在B3LYP/6-311++G(d,p)水平得到了反应势能面上所有反应物、过渡态和产物的优化构型,通过振动频率分析和内禀反应坐标(IRC)跟踪验证了过渡态与反应物和产物的连接关系.在CCSD(T)/6-311++G(d,p)和G3B3水平计算了各物种的能量,得到了反应势能面.利用经典过渡态理论(TST)与变分过渡态理论(CVT)并结合小曲率隧道效应模型(SCT),分别计算了在200～3000K温度范围内的速率常数kTST,kCVT和kCVT/SCT.研究结果表明,该反应体系共存在5个反应通道,其中N进攻巯基上H原子生成CH3S+HNO2的通道活化势垒较低,为主要反应通道.动力学数据也表明,该通道在200～3000K计算温度范围内占绝对优势,拟合得到的速率常数表达式为k1CVT/SCT=1.93×10-16T0.21exp(-558.2/T)cm3·molecule-1·s-1.     

CH3SOCH3与XO(X=Cl,Br)自由基反应的理论研究

采用密度泛函理论B3LYP方法,在6-311 G(d,p)基组水平上研究了二甲亚砜(DMSO)与XO(X=Cl,Br)自由基反应的微观动力学机理,并利用经过wigner校正的传统过渡态理论计算了标题反应在200~2000 K温度范围内的反应速率常数。研究结果表明,DMSO与XO(X=Cl,Br)自由基反应主要有氧转移和抽氢两种反应机理,氧转移反应的能垒显著低于抽氢反应,且前者为放热反应后者为吸热反应;低温时氧转移反应占绝对优势,298 K时DMSO与XO(X=Cl,Br)两个反应体系的总速率常数分别为2.09×10-15和1.75×10-14cm3.molecu le-1.s-1,氧转移反应分支比均为100%。高温时抽氢反应上升为主通道。2000 K时其总速率常数分别为6.32×10-12和8.41×10-12cm3.molecule-1.s-1,抽氢反应分支比分别为91.8%和79.4%。     

单分子水对H_2O_2+Cl气相反应影响的理论研究

在aug-cc-pVTZ基组下采用CCSD(T)和B3LYP方法,研究了H2O2+Cl反应,并考虑在大气中单个水分子对该反应的影响.结果表明,H2O2+Cl反应只存在一条生成产物为HO2+HCl的通道,其表观活化能为10.21kJ·mol-1.加入一分子水后,H2O2+Cl反应的产物并没有发生改变,但是所得势能面却比裸反应复杂得多,经历了RW1、RW2和RW3三条通道.水分子在通道RW1和RW2中对产物生成能垒的降低起显著的负催化作用,而在通道RW3中则起明显的正催化作用.利用经典过渡态理论(TST)并结合Wigner矫正模型计算了216.7-298.2 K温度范围内标题反应的速率常数.结果显示,298.2 K时通道R1的速率常数为1.60×10-13cm3·molecule-1·s-1,与所测实验值非常接近.此外,尽管通道RW3的速率常数kRW3比对应裸反应的速率常数kR1大了46.6-131倍,但该通道的有效速率常数k'RW3却比kR1小了10-14个数量级,表明在实际大气环境中水分子对H2O2+Cl反应几乎没有影响.     

CF3CH2CF2CH3（HFC-365mfc）与Cl原子反应的微观机理及动力学性质

采用密度泛函理论方法 M06-2X结合6-31+G(d,p)基组研究了CF3CH2CF2CH3与Cl原子反应的反应机理.计算获得了CF3CH2CF2CH3的两种可区分的稳定几何构象RC1和RC2以及与它们相对应的8条氢提取反应通道和2条取代反应通道.运用改进的正则变分过渡态理论(ICVT)并结合小曲率隧道效应校正(SCT),在M06-2X/6-31+G(d,p)水平上计算了各氢提取通道的速率常数,并由Boltzmann配分函数得到总包反应的速率常数kT(cm3.molecule-1.s-1).计算结果表明,体系的总反应速率常数与已有实验值相吻合,进而给出了该反应在200～1000 K温度区间内反应速率常数kT的三参数表达式kT=1.88×10-22T3.76.exp(-1780.69/T),并讨论了两种构象RC1和RC2对总反应的贡献及各构象中氢提取发生在—CH3或—CH2—基团上的位置选择性.此外,由于缺少相关反应物及产物自由基标准生成焓ΔHf,298 K的数据,利用等化学键法估算了在上述物种的标准生成焓.     

Cl原子与CH3COCH2Cl反应动力学的理论研究

在B3LYP/6-31G(d,p)水平上优化了Cl原子与CH3COCH2Cl反应的各驻点的几何构型,并在相同水平上通过频率计算和内禀反应坐标(IRC)分析对过渡态的结构和反应物、产物的连接性进行了验证。采用高精确模型G3MP2方法进行单点能计算,构建了反应的势能剖面。计算结果表明,标题反应有抽氢反应、加成-消除反应、取代反应3种反应机理6条反应通道。利用经典过渡态理论(TST)和正则变分过渡态理论(CVT)计算了各反应通道在200~2000 K温度范围内的速率常数,并用小区率隧道效应模型(SCT)对抽氢反应进行校正。计算结果显示,反应有一定的变分效应,计算的总反应速率常数与文献报道的实验值符合得较好,速率常数的三参数表达式为k=2.33×10-19T2.54exp(567.07/T)cm3·mol-1·s-1。     

Cl原子与CH_3COCH_2Cl反应的理论研究

在B3LYP/6-31G(d,p)水平上优化了Cl原子与CH3COCH2Cl反应的各驻点的几何构型,并在相同水平上通过频率计算和内禀反应坐标(IRC)分析对过渡态的结构和反应物、产物的连接性进行了验证。采用高精确模型G3MP2方法进行单点能计算,构建了反应的势能剖面。计算结果表明,标题反应有抽氢反应、加成-消除反应、取代反应3种反应机理6条反应通道。利用经典过渡态理论(TST)和正则变分过渡态理论(CVT)计算了各反应通道在200~2000 K温度范围内的速率常数,并用小区率隧道效应模型(SCT)对抽氢反应进行校正。计算结果显示,反应有一定的变分效应,计算的总反应速率常数与文献报道的实验值符合得较好,速率常数的三参数表达式为k=2.33×10-19T2.54exp(567.07/T)cm3·mol-1·s-1。     

离子分子反应装置的建立及应用

本文报导离子分子反应装置的建成并测量了O~++N_2反应的速率常数k.O~+离子由微波放电和电极电离产生,经快速流动,用四极质谱仪检测到.中性分子N_2经支管进入流动管,并与O~+离子反应,在温度为298 K 时,测得该反应速率常数为k=(2.50±0.52)×10~(-12)cm~3·molec~(-1)·s~(-1)(T=298 K)     

CF3CH2CH3+OH的反应机理及动力学性质的理论研究

采用密度泛函理论BB1K/6-31+G(d,p)计算了反应CF₃CH₂CH₃+OH各反应通道上驻点的稳定结构和振动频率, 并分别在BMC-CCSD, MC-QCISD和G3(MP2)水平上进行了单点能校正. 运用变分过渡态理论, 在BMC-CCSD//BB1K, MC-QCISD//BB1K, G3(MP2)//BB1K以及BB1K水平上计算了各反应通道的速率常数, 讨论了-CH₂和-CH₃基团上H提取通道对总反应的贡献, 并与已有实验和理论结果进行了对比. 计算结果表明, BMC-CCSD水平上的速率常数与实验测量值符合得很好, 进而给出了该水平上反应在200~1000 K温度范围内速率常数k(cm³?molecule^-1?s^-1)的三参数表达式: k=1.90×10^-21T^3.21exp(-292.62/T).     

HEHEHP-HCl-NaAC体系萃取铥的机制研究

针对工业上广泛应用的氨水皂化HEHEHP[2-乙基己基磷酸单乙基己基脂]萃取剂分离稀土元素产生含有很高浓度NH+4的废水,对环境污染严重的问题,通过在稀土氯化物溶液中加入配合剂醋酸钠(CH3COONa),采用非皂化的HEHEHP萃取剂萃取重稀土元素Tm。研究了该体系中水相酸度、有机相浓度、乙酸钠浓度等因素对Tm3+分配比的影响。结果表明:HEHEHP-HCl-Na AC体系对Tm3+萃取过程遵循阳离子交换机制;萃取液中形成的乙酸-乙酸盐缓冲溶液能够维持萃取水相酸度恒定,萃取过程中有机相不再需要皂化,有效避免HEHEHP皂化产生含NH+4废水污染环境的问题。     

Tb3+/Eu3+镧系金属有机框架材料在荧光检测的研究进展

镧系金属有机骨框架（Lanthanide metal organic frameworks,Ln-MOFs）是以镧系离子为中心,与配体有机物组合的多孔材料,具有良好的光学性质,在许多领域有广泛的应用。不同的镧系离子与相应的有机配体结合,可组成不同性能的Ln-MOFs。在众多镧系元素中,Tb3+和Eu3+是良好的发光中心,常被用于组建发光Ln-MOFs。由Tb3+/Eu3+与有机配体形成的Ln-MOFs具有独特的荧光特性、较大stokes位移以及长发光寿命等优点在荧光检测领域具有重要应用。本文综述了基于Tb3+/Eu3+的Ln-MOFs在离子检测、生物标志物检测以及小分子检测领域的研究进展,对Ln-MOFs的发展前景进行了展望。     

Mechanism for the gas‐phase reaction between OH and 3‐methylfuran: A theoretical study

The mechanism for the OH + 3‐methylfuran reaction has been studied via ab initio calculations to investigate various reaction pathways on the doublet potential energy surface. Optimizations of the reactants, products, intermediates, and transition structures are conducted using the MP2 level of theory with the 6‐311G(d,p) basis set. The single‐point electronic energy of each optimized geometry is refined with G3MP2 and G3MP2B3 calculations. The theoretical study suggests that the OH + 3‐methylfuran reaction is dominated by the formation of HC(O)CH?C(CH₃)CHOH (P7) and CH(OH)CH?C(CH₃)C(O)H (P9), formed from two low‐lying adducts, IM1 and IM2. The direct hydrogen abstraction pathways and the S_N2 reaction may play a minor or negligible role in the overall reaction of OH with 3‐methylfuran. © 2008 Wiley Periodicals, Inc. Int J Quantum Chem, 2008     

NO3自由基与HNO及HONO反应机理研究

有研究显示NO3自由基会在RDX热解过程中形成,然而实验中却始终未有发现.本文首次通过量子化学方法研究了NO3自由基分别与RDX两种热解产物HNO及HONO的反应,并利用CCSD(T)/6-311++G(d,p)方法对反应势垒进行了精确计算.计算结果显示,NO3+HNO反应为无势垒反应,且放出大量热量,预示该反应极易发生.这为NO3自由基始终没有在RDX热解实验中被观察到提供了一种解释.     

A dual‐level direct dynamics study on the hydrogen abstraction reaction of oxygen atom with methylhydrazine

The mechanism of the multichannel reaction CH₃NHNH₂ (SC₁ and SC₂) + O → products is investigated theoretically using ab initio and density functional theory, and dynamics properties are explored by a dual‐level direct dynamics method. The calculation of the potential energy surface is carried out at the BMC‐CCSD//MPW1K/6‐311G(d,p) level. Using canonical variational transition state theory with a small‐curvature tunneling correction, the rate constants of each channel are evaluated over a wide temperature range of 200–2000 K on the basis of obtained electronic structures and energy information. The total rate constants are calculated from the sum of the individual rate constants taking into account the Boltzmann distribution of two conformers. The reactivity of the H atom located in different groups is compared. © 2013 Wiley Periodicals, Inc.     

·OH自由基与CH3CN反应机理及动力学

在CBS-QB3水平上研究了CH3CN 和·OH反应的势能面, 其中包括两个中间体和9个反应过渡态. 分别给出了各主要物质的稳定构型、相对能量及各反应路径的能垒. 根据计算的CBS-QB3势能面, 探讨了CH3CN+·OH反应机理. 计算结果表明, 生成产物P1(·CH2CN+H2O)的反应路径在整个反应体系中占主要地位. 运用过渡态理论对产物通道P1(·CH2CN+H2O)的速率常数k1(cm3·molecule-1·s-1)进行了计算. 预测了k1(cm3·molecule-1·s-1)在250-3000 K温度范围内的速率常数表达式为k1(250-3000 K)=2.06×10^-20T^3.045exp(-780.00/T). 通过与已有的实验值进行对比得出, 在实验所测定的250-320 K 范围内, 计算得到的k1的数值与已有的实验值比较吻合. 由初始反应物生成产物P1 (·CH2CN+H2O)只需要克服一个14.2 kJ·mol-1的能垒. 而产物·CH2CN+H2O生成后要重新回到初始反应物CH3CN+·OH, 则需要克服一个高达111.2 kJ·mol-1的能垒,这就表明一旦产物P1生成后就很难再回到初始反应物.     

C_2h_3自由基与O_2反应机理的量子化学研究

用量子化学从头计算中UMP2(full)方法优化了C_2H_3自由基与O_2反应通道上 驻点（反应物、中间体、过渡态和产物）的几何构型，在Gaussian-3(G3)水平上计 算了它们的能量。在此基础上计算了该反应通道上各基元反应的反应活化能。通过 我们的研究发现，C_2H_3自由基与氧气反应存在着三元环、四元环和五元环反应机 理，且分别生成不同的产物，从反应活化能的计算结果扯CH_2O和CHO是反应的主要 产物，其次还可能生成CH_3 + CO_2, CH_2CO_2 + H, C_2H_2 + O_2H和COHCOH + H等产物，且它们生成几率逐渐减少，我们对生成产物CH_2O + CHO, CH_3 + CO_2, C_2H_2 + O_2H和COHCOH + H四条反应通道化学反应热的计算结果与实验吻 合较好。     

Enantioselective organocatalytic aldol reaction of unactivated ketones with isatins

Enantioselective organocatalytic direct aldol reaction of unactivated ketones with various isatin derivatives was developed using cinchonine based urea ligand employing a noncovalent catalysis mechanism. Using this protocol we can access functionalized 3-alkyl-3-hydroxyindolin-2-ones in high yields with good to excellent enantioselectivities.     

Reaction of Ketene Dithioacetals with Pyrazolylcarbohydrazide:Synthesis and Biological Activities of Ethyl 5-Amino-1-(5''''- methyl-1''''-t-butyl-4''''-pyrazolyl)carbonyl-3-methylthio-1H-pyrazole-4-carboxylate

Introduction Pyrazole and its derivatives represent one of the most active classes of compounds possessing a wide spectrum of biological activities. During the past years, considerable evidence has been accumulated to demon-strate the efficacy of pyrazole derivatives including an-tibacterial,1 antifungal,2 herbicidal,3 insecticidal4 and other biological activities.5-7 Up to now, a great variety of these kind of compounds have been synthesized, among which some commercially pesticides have been…     

3-芳基-2-丙酮酸的烯醇结构及Clemmensen还原反应机理

本文用^1H NMR谱研究了3-芳基丙酮酸的烯醇式结构及推测其Clemmensen还原反应机理。