化学反应的内禀反应坐标法（X）：氨基卡宾脱氢反应的从头计算研究

氨基卡宾作为重要的反应中间体引起了人们的兴趣,它可分别通过1,1-H_2消除和1,2-H_2消除2种脱氢方式分别生成氰和异氰,但对这两个反应过程的细致研究至今未见报道,本文利用内禀反应坐标(IRC)法对氨基卡宾的2种脱氢反应途径进行微观动力学解析,并对反应途径上的振动相关问题做了理论探讨。     

HNCO+OH→H2O+NCO的反应机理

采用从头算分子轨道法(UHF/6-31G**水平,并用MP4加以相关能校正)研究了HNCO+OH→H2O+NCO反应机理.同时用Morokuma数值法获得了反应途径即内禀反应坐标(IRC).沿着IRC,运用反应途径哈密顿理论,获得反应途径动态学信息.在此基础上,根据过渡态理论和相应隧道效应校正,计算了在不同温度下的反应速率常数,得到了和实验相一致的结果.计算结果表明,此反应是一步直接型的抽提H反应.     

HNCO+OH->H2O+NCO的反应机理

采用从头算分子轨道法 (UHF/6 31G 水平 ,并用MP4加以相关能校正 )研究了HNCO OHH2 O NCO反应机理 .同时用Morokuma数值法获得了反应途径即内禀反应坐标 (IRC) .沿着IRC ,运用反应途径哈密顿理论 ,获得反应途径动态学信息 .在此基础上 ,根据过渡态理论和相应隧道效应校正 ,计算了在不同温度下的反应速率常数 ,得到了和实验相一致的结果 .计算结果表明 ,此反应是一步直接型的抽提H反应 .     

SCRCR′CO重排反应的量子化学研究

用MINDO／3方法研究SCRCR′CO的热重排反应的机理，给出了活化能和IRC途径，讨论了活化能与取代基R′和迁移基R的性质之间的内在联系．     

烯烃光敏氧化反应机理——Ⅲ.丙烯与单重态氧Ene反应途径的解析

用MINDO/3法对丙烯与单重态氧Ene反应机理进行了详细研究。利用Fukui提出的IRC理论计算了整个反应途径。计算结果预期反应是分步进行的,且经由桥环过氧化物中间体。通过沿反应途径的分析,对反应过程中,反应物间的相互作用的情况,立体化学等进行了较为详细的讨论。     

化学反应的内禀反应坐标法VI. 甲胺脱氢反应的反应路径解析

本文用内禀反应坐标(IRC)法对甲胺的1,1-和1,2-脱氢反应途径进行了微观动力学解析.在RHF/4-31G水平上确定了反应的过渡态结构和势能变化曲线,得到了活化能、反应热、频率因子和活化熵等物理量.模式选择研究表明:1,1-和1,2-脱氢反应过程的反应坐标(IRC)分别与反应物中频率为1057和1348cm~(-1)的两个变形振动模式相联结.在每条反应途径上都存在正则坐标间的振动耦合.本文的计算为激光诱导和模式选择化学反应的研究提供了重要信息和理论指导.     

化学反应的内禀反应坐标法VI. 甲胺脱氢反应的反应路径解析

本文用内禀反应坐标(IRC)法对甲胺的1,1-和1,2-脱氢反应途径进行了微观动力学解析。在RHF/4-31G水平上确定了反应的过渡态结构和势能变化曲线,得到了活化能、反应热、频率因子和活化熵等物理量。模式选择研究表明:1,1-和1,2-脱氢反应过程的反应坐标(IRC)分别与反应物中频率为1057和1348cm^-^1的两个变形振动模式相联结。在每条反应途径上都存在正则坐标间的振动耦合。本文的计算为激光诱导和模式选择化学反应的研究提供了重要信息和理论指导。     

分子内坐标下反应途径性质的理论研究

给出了分子内坐标下反应途径的动力学性质 ,即垂直于IRC的振动频率ωK和振动模式LK,这些振动模式与沿IRC运动的耦合常数BKF及它们之间彼此的耦合常数BKL.通过建立一套分子内坐标下的反应途径理论 ,以H1O2 H3 H4→H1O2 H3 H4反应为例 ,证明给出的这些动力学性质BKL,ωK,BKF清楚地说明了在化学反应中各化学键 (包括键角 )的相互作用、变化情况及各自对反应的贡献 .     

F-N=C→F-C≡N的动力学及产物的振动态分布

用数值方案，在RHF／3－21G分子轨道从头算法的水平上，得到了氟化异氰FNC到氟化氰FCN重排反应的反应途径（内禀反应坐标IRC）．沿着IRC；讨论了反应过程中体系几何构型的变化，计算了沿IRC运动与垂直于IRC简正振动之间的耦合常数（BK，F），各振动模式对应的频率（ωK），使用统一的半经典徽扰和无限级突然（SCP－IOS）近似理论计算了在一定能量下产物的振动分配.结果表明，在过渡态后，耦合常数（BK,F）的大小强烈地影响产物的振动态分布,另外用传统过渡态、变分过渡态理论及相关的隧道效应校正计算了该反应的速率常数.     

HCN→HNC异构化反应过渡态附近的拓扑特性

电荷密度拓扑分析方法(topological analysis of charge distribution)已经被广泛应用于研究化合物的各种静态性质及反应特性.对IRC反应途径上过渡态附近构型的拓扑性质研究报导较少.本工作是用电荷密度分布的拓扑分析方法对HCN→HNC异构化反应IRC过渡态附近的性质进行了研究.对电荷密度分布拓扑分析和IRC途径确定选用相同的基组,得到了一些新的结论。     

羟氨(H2NOH)重排反应的理论研究

羟氨H_2NOH是人们所熟知的分子,但至今还没有确切的实验证据证实有氨氧化物H_2NO的存在,尽管其取代物R_3NO已被分离出。鉴于类羟氨R_2NOH和N-氧化物在生物学上的重要意义,研究H_2NOH和H_3NO的结构以及二者重排反应的动力学行为就成了一个重要课题。本文用内禀反应坐标方法对此反应进行了反应路径解析,并给出了沿反应途径上的振动频率相关。     

(4-溴甲基双环[4.4.1]-1,3,5,7,9-十一碳五烯基-3-)甲醇环氧化反应机理的理论研究

A reaction mechanism of epoxidation reaction of the 4-(bromomethyl)bicyclo4.4.1undeca-1,3,5,7,9-pentaen-3-ylmethanol has been studied by using the density functional theory(DFT) method at B3LYP level with 6 31G* basis set. The geometric structures of reactant, product and transition state have been optimized. The transition state is found by the QST2 method and characterized by the vibration frequency analysis. The intrinsic reaction coordinate(IRC) for this reaction is traced and confirms the reaction mechanism. The changes and the nature of related chemical bonds along the IRC path have been analyzed by the theory of electronic charge density. The result shows that the elimination reaction and ring closing reaction are synergistic, and the hydrogen in the elimination reaction derives from hydroxyl. In addition, the activation energy of the reaction is 139.2 kJ/mol.     

FC≡CF→F~2C=C:重排反应的动态学理论研究

本文用从头算方法, 在RHF/3-21G分子轨道从头算法的水平上, 得到了重排反应F-C≡C-F→F~2C=C:的内禀反应坐标(IRC)。沿着IRC, 计算了体系各简正模所对应的频率(ω)以及沿IRC运动与垂直于IRC运动的简正模之间的耦合常数(BK,F); 根据传统过渡态理论、变分过渡态理论及相应的隧道效应校正, 计算了本重排反应的反应速率常数。     

甲硅硫醛(H2SiS)脱氢反应的反应路径解析

本文用内禀反应坐标(IRC)方法讨论了甲硅硫醛分子的脱氢反应机理. 在RHF/4-31G基组上对此反应做了量子化学从头计算和反应路径解析, 得到H_2SiS的平衡几何、过渡态结构、反应势能曲线、活化能, 反应热以及沿反应坐标一些物理量的变化, 并对平衡几何和过渡态做了振动分析. 同时, 计算了反应的频率因子A和在500 K时的活化熵△S≠。     

3-羟基丙烯醛单键旋转异构光反应机理的从头算研究

应用从头算分子轨道法分别在RHF/6-31G**和UHF/6-31G**水平上对3腔┤┓肿拥幕?S0)和三重激发态(T1)单键旋转异构反应机理进行了研究,优化出反应物和产物在S0态和T1态的4种平衡态和过渡态的几何构型,通过振动分析得到的虚频和计算的内禀反应坐标对过渡态进行了确认,并得到了零点能,根据基态和激发态反应途径分析了光反应机理。计算结果表明,基态和激发态的3腔┤┓肿拥ゼ旃狗从ξ焕萁系停嘏湃菀追⑸永砺凵涎橹ち斯夥从κ笛橹屑钢忠旃固宓拇嬖凇?     

H2 + CN(n=0,1)→H + HCN振动选态反应

用从头算方法获得了Ｈ２＋ＣＮ反应的内禀反应坐标（ＩＲＣ），沿着ＩＲＣ，计算了各垂直于ＩＲＣ的简正模所对应的频率（Ｗ）以及沿ＩＲＣ运动与垂直ＩＲＣ运动的简正模之间的耦合常数（ＢＫＦ），根据传统过渡态，变分过渡态理论和选态公式，计算了ｎＣＮ＝０及ｎＣＮ＝１时反应的速率常数，并得到了实验相一致的结果，还计算了ｎＣＨ＝１及ｎＣＮ＝１的Ｈ＋ＨＣＮ→Ｈ２＋ＣＮ反应速率常数，可供实验工作者参考。     

H~2O+CN→HCN+OH的IRC解析及其反应动力学研究

本文用能量梯度法,在UHF/3-21G水平上,优化了反应H~2O+CN→HCN+OH的反应物,产物及其过渡态的几何构型,得到了该反应的活化能为32.6kJ/mol, 与实验所得的测量值相一致,同时用Morokuma的数值分析方法,得到了该反应的内禀反应坐标(IRC),沿着IRC,对反应过程中体系构型的变化进行了分析,并计算IRC 运动与垂直于IRC简正振动之间的偶合常数,讨论振动频率的变化,并结合偶合常数进行分子动态学分析,用传统过渡态理论,变分过渡态理论及相关的隧道校正等方法计算该反应的速率常数,结果与实验值基本吻合(如T=763K时,K~(计算值)^(CVT/SCSAG)=3.09×10^1^0,K~(实验值)=(5.1±0.6)×10^1^0,单位为cm^3·mol^-^1·s^-^1)