HNCX (X＝O,S)和F反应机理及电子密度拓扑分析

采用G3B3//B3LYP/6-311＋＋G(d,p)方法研究了HNCX (X＝O, S)与F原子的反应机理. 找到了六条可能的反应通道, 计算结果表明, 该反应的主产物为HF＋NCX (X＝O, S). 对反应过程进行了电子密度拓扑分析, 讨论了反应过程中化学键的断裂和生成规律, 找到了HNCX (X＝O, S)和F反应过程中的T型结构过渡态、三元环状结构过渡区和四元环状结构过渡区.     

2-[(4-氯苯基亚氨基)甲基]-8-羟基喹啉质子转移的理论研究

研究了2-[(4-氯苯基亚氨基)甲基]-8-羟基喹啉的三种质子转移途径: 分子内质子转移、水分子辅助质子转移和甲醇分子辅助质子转移. 以该席夫碱化合物的晶体结构作为模型, 在B3LYP/6-31＋G(d)水平上, 优化得到稳定态和过渡态的几何构型. 对三类质子转移前后的结构、能量、红外光谱、化学位移进行研究, 结果表明水分子辅助质子转移和甲醇分子辅助质子转移中, 水和甲醇分子利用氢键作用参与质子转移过程, 形成七元环状过渡态, 大大降低了反应的能垒, 有利于质子的转移, 氢键在降低活化能方面起着重要作用.     

Pu-H2体系从头算分子动力学的研究

本文应用Gaussian09程序,通过密度泛函理论的相关方法,对钚-氢气体系进行了计算和分析。计算得到了钚与氢气的沿势能剖面的各个特殊点的几何结构。通过约化密度梯度分析方法分析了反应路径中的所有特殊结构的化学键的性质。通过从头算分子动力学的计算,由直接经典轨迹的计算结果得到了反应体系的几何结构、能量随时间的变化,并分析得到体系的大部分能量转化为反应产物的振动能。     

NH3与BeH2反应机理的密度泛函理论研究

金属-N-H体系储氢材料在放氢反应过程中往往伴随着NH_3的释放,且NH_3会对材料的储放氢性能产生重要影响.采用密度泛函理论当中的杂化密度泛函(B3LYP)方法,6-311G(d,p)基组水平上对NH_3与BeH_2的微观反应机理进行了理论计算分析,对得到的中间体和过渡态进行频率计算和内禀反应坐标(IRC)分析,以判断中间体和过渡态的正确性和相互连接关系.使用QCISD方法在6-311G(d,p)基组水平对各驻点的单点能进行计算,给出能量信息.计算结果表明:BeH_2与NH_3主要以摩尔比为1:2进行反应,分两步氢取代过程,生成产物Be(NH_2)_2和2H_2.反应所释放的H_2中两个H原子分别来源于BeH_2和NH_3,反应的关键是脱氢,主要在于克服N—H键断裂所需能量.相比较而言从NH_3中脱氢比从—NH_2中脱氢较易.     

金鸡纳碱奎尼丁催化含苯并噻唑基团亚胺与丙二酸酯Mannich反应机理研究

手性催化剂奎尼丁催化丙二酸乙酯与苯并噻唑亚胺的不对称Mannich反应机理研究, 对β-氨基酸酯类衍生物合成具有重要的指导意义. 采用密度泛函理论(DFT)的M06-2X方法, 通过精确计算: (1)确定了奎尼丁催化剂催化活性位点为9位碳上的羟基和位于1位的叔氮原子; (2) S构型反应过渡态能量比R构型反应过渡态能量低, 反应产物以S构型为主; (3)计算进一步表明较低温度有助于提高反应的立体选择性. 计算结果与实验数据相符, 反应获得S构型的β-氨基酸酯类衍生物, 其ee可达到 81%～95%.     

苯酚羟基化制备苯二酚反应机理的理论研究

采用密度泛函理论(DFT)在UB3LYP/6-311G^**//UB3LYP/6-31G^*水平上研究了水溶液中羟基自由基进攻苯酚的邻位和对位生成邻苯二酚和对苯二酚的反应机理.结果表明,2个反应都存在3个过渡态,3个中间体,并通过振动分析对过渡态进行了确认.电荷密度的拓扑分析发现,邻位反应中羟基自由基的氧原子和苯酚环上的2个氢原子之间形成了氢键,并相应地形成了六元环和五元环结构.经单点能校正后,2个反应的主反应活化能十分接近,说明邻位和对位产物会同时存在,这与实验观测的结果一致.     

正碳离子样的过渡态类似物研究进展

综述了应用酶催化过渡态理论设计的几类正碳离子样的过渡态类似物作为酶的抑制剂的研究进展。其中包括类异戊二烯的正离子过渡态类似物,唾液酸转移酶的过渡态类似物,3-脱氧-D-甘露糖-2-辛酮糖酸酯-8-磷酸酯(KDO8P) 合成酶的过渡态类似物,尿苷二磷酸酯葡糖醛酸基转移酶(UGT) 的过渡态类似物。     

吲唑、3-卤代吲唑互变异构反应机理的理论研究

The molecular structures of indazole and 3-halogeno-indazole tautomers were calculated by the B3LYP method at the 6-311G** level, both in the gaseous and aqueous phases, with full geometry optimization.The geometry and electronic structure of the tautomers of indazole, 3-halogeno-indazole and their transition states were obtained. The Onsager solvate theory model was employed for the aqueous solution calculations.The results of the calculation indicated that the N1-H form of the studied molecule is more stable than that of the N2-H form. The influences of the different 3-halogeno and solvent effects on the geometry, energy,charge and activation energy were discussed. The reaction mechanism of the tautomerization of indazole and 3-halogeno-indazole was also studied and a three-membered cyclic transition state of the tautomer reaction has been obtained.     

2,8 (4,6)-二取代半瞬烯及其BCO衍生物的Cope重排

运用从头计算量化方法计算了一系列Cope重排的2,8(或4,6)-二取代半瞬烯(1和2), 以及2,8:4,6-四取代半瞬烯(3和4)的过渡态结构、活化能、能量差和核独立化学位移. 在2,8(或4,6)-二取代半瞬烯体系里, π电子基均使得Cope重排向2进行, 这与Hoffmann早年对此的定性预测相反. 它们的过渡态是离域双同芳香性的. 本文重点讨论了π电子基与BCO共同取代的2,8:4,6-四取代半瞬烯体系, 由于BCO的稳定效应和π电子基共轭效应, π电子基均使得结构4具有优先稳定性, 其Cope重排活化能也大大降低甚至消除. 随着卤素主量子数的变化, 它们的取代半瞬烯Cope重排相关参数也有相应的规律性变化.     

ClONO2与Cl(2P3/2)的反应机理

在密度泛函理论B3LYP/6-31G^*水平上,研究了ClONO₂+Cl(²P_3/2)Cl₂+NO₃和ClONO₂+Cl(²P_3/2)ClO+ClONO(cis)及ClONO₂+Cl(²P_3/2)ClOCl+NO₂的反应机理.计算得到各可能反应途径的过渡态,并经过内禀反应坐标(IRC)分析加以证实.反应ClONO₂+Cl(²P_3/2)Cl₂+NO₃反应活化能垒最低,为4.5kJ/mol,是反应主通道.