气相中环丁烯负离子与N2O反应机理的理论研究

采用B3LYP 和MP2两种计算方法,在6-31++G(d, p)的基组下,对气相中环丁烯负离子与N2O反应的微观机理进行了较为系统的计算研究。结果表明,该反应存在两条反应通道,每条反应通道又包含着三条反应路径,产物分别为乙烯基重氮甲基负离子与甲醛,同时也应能检测到少量的环丁烯酮负离子及N2等产物。其中,通道1是主反应通道,路径1为主反应路径,路径3是路径1、2的竞争反应。理论计算结果与实验预测基本一致。     

气相中正丁烯负离子与N_2O反应机理的理论研究

采用二阶微扰理论(MP2)计算方法,在6-31++G(d,p)的基组下,对气相中正丁烯负离子与N2O反应的微观机理进行了较为系统的理论计算研究,并在相同基组下进一步用QCISD方法在MP2优化的几何构型基础上做了单点能校正.计算结果表明,正丁烯负离子有顺式和反式异构体,它们的伯碳和仲碳都可以与N2O反应,前者的反应有α-H抽提、β-H抽提、基于IM11和氧抽提路径.而α-H抽提为主要反应路径,产物是丙烯基重氮甲基负离子(cis-CH3CHCHCN-N-,trans-CH3CHCHCNN-).后者的反应有甲基H抽提、乙烯基H抽提、基于IM12'和氧抽提路径,其中甲基H抽提为主反应路径,产物是丁二烯负离子,相比之下,在仲碳位置上的反应更有利一些.抽提氧的反应路径也是主反应的竞争路径,其产物应该能被检测到.此外,不管是主反应路径还是次反应路径都是强放热过程.     

气相中呋喃负离子与N2O反应机理的理论研究

采用QCISD和MP2两种计算方法,在6-31＋＋G(d,p)的基组下,对气相中呋喃负离子与N2O反应的微观机理进行了较为系统的计算研究。结果表明,通道1中的路径1和2为此反应体系的主反应路径,其各反应驻点的能量均低于反应物的,并且互为竞争路径。主要产物为C4H3NO- 和NO,同时也应能检测到少量的C4H3O2- 和N2。理论计算结果与实验预测基本一致。此外,对于次要路径也做了简要说明,并且此反应体系的所有反应路径均为强放热过程。     

气相中烯丙基负离子与N2O反应机理

采用二阶微扰理论的MP2/6-31G(d,p)方法对气相中烯丙基负离子与N2O的反应机理进行了理论计算研究, 并在相同基组下进一步用CCSD(T)方法进行了单点能的校正. 计算结果表明, 该反应存在三条反应通道, 产物分别为cis-CH2CHCNN-+H2O, trans-CH2CHCNN-+H2O和CH2CCH-+N2+H2O, 其中生成cis-CH2CHCNN-和trans-CH2CHCNN-的两条通道为相互竞争的主反应通道, 计算结果与实验相吻合. 同时利用传统的过渡态理论, 计算了各反应通道在298 K时, 速控步骤的反应速率常数k(T).     

NH2(2B1)与C2H4反应机理的从头算研究

用从头算MP2方法,在6-311G**基组下,对NH2 2B1)与C2H4的加成和氢迁移反应机理进行了研究,优化得到反应的过渡态,并通过振动分析和内禀反应坐标(IRC)加以证实.计算了两个反应的能垒和1500K～2000K温度范围内的速率常数.结果表明:在1500K～2000K温度范围内加成反应是NH2(X 2B1)与C2H4的反应的主要通道,同时报道了两个反应沿反应路径变化信息.     

羟基负离子与苯分子的反应机理

在G3MP2B3理论水平下研究了羟基负离子和苯的反应机理, 系统地分析了该反应体系中可能存在的主要热力学产物通道. 计算结果证实了前人的实验观测结果, 其主要产物是[C6H6…OH]-络合物, 质子转移和置换氢的产物通道为吸热过程, 在较低实验碰撞能量的情况下难以发生, 而生成氢气的反应通道虽然是强放热过程(-119.5 kJ·mol-1), 但其相应的反应能垒较高而无法发生. 计算对比了羟基负离子和氧负离子、氟负离子抽取苯分子中质子的机理所存在的差异, 并结合Mulliken电荷布居分析研究了其中涉及的电子交换过程. 此外, 还对比分析了羟基负离子、羟基自由基与苯反应不同的机理.     

CuCl2催化（2-甲基辛烷-2,3-二烯-4-基）磷酸乙酯氯代环化反应机理理论研究

采用密度泛函理论(DFT)中的B3LYP方法对CuCl2催化的(2-甲基辛烷-2,3-二烯-4-基)磷酸乙酯氯代环化反应机理进行了理论研究.在6-31+G(d)基组水平上对反应机理中所有反应物、过渡态、中间体和产物进行了优化,通过能量和振动频率分析以及IRC计算证实了中间体和过渡态的合理性.在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.反应物R和催化剂CuCl2可通过IA和IB两条可行反应通道生成中间体IM9,控制步骤活化能分别是129.61和142.10kJ/mol.中间体IM9到产物P也有两条反应路径PA和PB,控制步骤活化能分别是179.55和9.83kJ/mol.整个反应机理中IA→PB和IB→PB反应通道可能同时发生,反应控制步骤活化能最低反应通道为IA→PB.     

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.     

甲烷与N_2~+反应机理的理论研究

利用量子化学理论对CH4和N2+的反应进行了理论研究,分析了反应势能面,得到了4条可能的反应通道.在所有的反应路径中,如果反应物所具有的能量较高,则路径PathP2(1),PathP2(2)和PathP3为主要反应通道,得到的产物应该是P2(CH3+N2H+)和P3(CH3++N2+H);如果反应物所具有的能量较低,则路径PathP1,PathP2(1)和PathP2(2)为主要反应通道,得到的产物应该是P1(CH4++N2)和P2(CH3+N2H+).     

1-氟-1,1- 二氯乙烷与氟原子反应的理论研究

利用密度泛函理论研究了CH3CCl2F与F原子的反应机理.在MPW1K水平下计算了反应物、过渡态和产物的几何构型和频率,并进一步利用内禀反应坐标理论获得了反应的最小能量路径;在G3(MP2)水平下对所有驻点进行了单点能量校正.结果表明,CH3CCl2F与F原子的反应存在两个H迁移反应通道:CH2H′CCl 2F+F→C...