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%.     

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.     

MLi2H3(M=Na,K)与NH3反应的密度泛函理论研究

采用杂化密度泛函方法,对MLi₂H₃(M=Na, K)团簇与NH₃的反应机理进行计算分析,对反应中各驻点几何构型进行优化,经频率分析和内禀反应坐标计算以确证各驻点的正确性和连接关系.经单点能校正计算,给出反应相关的能量信息.结果表明：引入Na和K原子后,反应物LOMO轨道有大幅度的向Na、K原子处的转移. KLi₂H₃有较小的能隙和电离势及较高的费米能,有较高反应活性. Na、K元素的引入,能破坏反应物的稳定性,降低反应能垒.     

锗烯与异氰酸多通道反应的理论计算

采用密度泛函理论B3LYP方法研究了单重态GeH2与HNCO的反应机理。在B3LYP/6-311++G**水平上对反应物,中间体,过渡态进行了全几何参数优化,通过频率分析和IRC确定中间体和过渡态,用QCISD(T)/6-311++G**方法计算了各个驻点的单点能。计算表明单重态的锗烯与异氰酸的反应有抽提氧、插入N-H键、抽提亚氨基的共七条反应路径。采用经Winger校正的Eyring过渡态理论分别计算了1个大气压、不同温度下反应势垒较低通道的热力学及动力学性质,结果表明插入N-H键反应（GeH2+HNCO→IM7→TS6→P2）通道在温度400K~1400K内,有较高的平衡常数和反应速率常数,为主反应通道,主产物为GeH3NCO。     

NH3与MH（M=Li,Na）反应机理的密度泛函理论研究

采用密度泛函理论B3LYP方法研究了NH₃与MH（M=Li,Na）的放氢反应机理.在6-311G（2d.2p）基组水平上对反应物、中间体、过渡态及产物进行了全几何参数优化.频率分析和内禀反应坐标（IRC）计算证实了中间体和过渡态的正确性和相互连接关系.计算结果表明,NH₂与MH（M=Li,Na）的反应均为单通道的氢取代反应,反应生成LiNH₂（NaNH₂）与H₂.     

烷基环己烷夺氢反应类的动力学研究

应用反应类过渡态理论(RC-TST)研究了氢自由基抽取烷基环己烷氢的反应类,给出了该类反应的动力学参数.通过研究该反应类中的14个代表反应,分析得到了RC-TST方法所需要的各种参数,建立了该类反应的线性能量关系式(LER).应用RC-TST/LER方法计算得到速率常数与TST/Eckart方法计算结果吻合很好,分析表明RC-TST/LER方法对于准确预测夺氢反应类的速率常数十分有效,可以节约大量计算成本.     

反应(Cl+HBr→HCl+Br和Cl+HBr→BrCl+H)机理和速率的密度泛函理论研究

用密度泛函理论（DFT）B3LYP方法,在6－311G＊＊基组下,计算研究了反应CI+HBr→HCI+Br和CI+HBr→BrCI+的机理,求得的各过渡态均通过振动分析加以确认。运用求得的反应活化能,以及不同温度下过渡态和反应络合物的配分函数,借助绝对反应速率理论求得50－1500K的反应速率常数。     

Cl+F2→ClF+F和F+ClF′→ClF+F′反应机理的密度泛函理论研究

用密度泛函理论(DFT)B3LYP方法, 在6-311G基组下,计算研究了反应Cl+F2→ClF+F和对称反应F+ClF′→ClF+F′的机理。求得前者的过渡态为三角形,活化能为15.57 kJ*mol-1;后者的过渡态为线形和三角形,活化能分别为11.52和196.25 kJ*mol-1。结果均经过振动分析和IRC计算验证。     

氧与次溴酸反应理论研究

用密度函数理论(DFT)对氧原子与次溴酸HOBr在势能面上的反应进行了研究,用B3LYP方法计算了势能面上各驻点物种的参数、能量等.结果表明:O与HOBr在势能面上有两个通道,简单可概括为摘H和摘Br反应,两通道的产物相同,均为HO、BrO.计算出反应热为42.3kJ/mol,根据等链反应特点,得到HOBr的生成热为-41.4kJ/mol.