1,2-丁二烯到1,3-丁二烯异构化反应速率常数的理论计算

采用从头算方法在6-31G基组上研究了1,2-丁二烯到1,3-丁二烯异构化反应的反应机理.采用MP2方法对反应的活化位垒进行了相关能的校准.计算结果表明:该反应是一个途经自由基中间体的分步过程;在MP2/6-31G//UHF/6-31G+ZPE基础上,对应于TS1和TS2的活化位垒分别为64.95×4.184kJ/mol和64.10×4.184kJ/mol.在统一统计理论的基础上,计算了该反应在温度为1100～1600K区间的热速率常数值,计算结果可很好地用Arrhenius公式表达为:k(T)=2.4×10~(13)exp(-62.8×4.184kJ/RT)s.理论的研究结果与实验很好地相吻合.     

铑碘催化剂催化甲醇羰基化反应的IRC解析

在HF/LANL2DZ水平上, 采用能量梯度法, 研究了铑碘催化剂催化甲醇羰基化反应循环中各基元反应的反应物、中间体、过渡态、产物的几何结构, 并计算了它们势能面的变化. 通过对各基元反应过渡态的IRC解析, 证实了所得各类几何结构是甲醇羰基化铑碘催化循环反应途径上的驻点, 完整给出了循环反应过程中分子沿极小能量途径在各基元反应过程中的构型变化, 并提出了中间体构型转换在循环反应过程中的作用. 通过结构分析, 提出了顺式和反式催化循环反应两种途径之间除催化活性物顺反异构关联外, 还可以通过中间体构型转换关联, 其活化能为49.79 kJ/mol, 并且在还原消除基元反应步骤有既非顺式也非反式的情况, 证明该循环反应可能经历多个途径实现, 但无论何种途径, 碘甲烷氧化加成基元反应是整个循环反应过程的速控步骤.     

Ab initio study on the mechanism of reaction HNCO+NH_2

Ab initio UMP2 and UQCISD(T) calculations, with 6-311G** basis sets, were performed for the titled reactions. The results show that the reactions have two product channels: NH2+ HNCO→NH3+NCO (1) and NH2+HNCO-N2H3+CO (2), where reaction (1) is a hydrogen abstraction reaction via an H-bonded complex (HBC), lowering the energy by 32.48 kJ/mol relative to reactants. The calculated QCISD(T)//MP2(full) energy barrier is 29.04 kJ/mol, which is in excellent accordance with the experimental value of 29.09 kJ/mol. In the range of reaction temperature 2300-2700 K, transition theory rate constant for reaction (1) is 1.68 × 1011- 3.29 × 1011 mL · mol-1· s-1, which is close to the experimental one of 5.0 ×1011 mL× mol-1· s-1 or less. However, reaction (2) is a stepwise reaction proceeding via two orientation modes, cis and trans, and the energy barriers for the rate-control step at our best calculations are 92.79 kJ/mol (for cis-mode) and 147.43 kJ/mol (for trans-mode), respectively, which is much higher than     

芳香酮结构与烯烃加成反应中的区位选择效应的理论研究

研究了芳香酮与烯烃在RuH2(CO)(PPh3)3催化剂催化下发生亲核加成反应生成邻位产物的区位选择效应规律. 采用从头算方法优化得到了12种芳香酮反应物的稳定结构, 研究了共轭效应、电子效应和立体效应对反应活性和选择性的影响, 提出了芳香酮上b位碳原子与羰基在LUMO轨道中形成平面"U弯区"是进行加成反应的必要条件. 在同类骨架结构芳香环上, 相同位置的取代原子不同, b位碳原子的正电荷越大, 生成邻位产物速度越快, 产率相应较高. 当羰基上氧原子与芳香环上邻位碳原子距离达到一定数值, 立体效应占主导位置, 最佳反应距离为0.27~0.30 nm. 同时, 提出芳香酮催化加成反应的可能机理是经过了Ru催化剂与芳香酮上共轭结构的形成, 1, 2氢迁移造成C-H键的断裂而进行的.     

MINDO/3研究胞嘧啶异构体间异构化反应——Ⅱ.N_1-氢-4-氨基-2-羰基胞嘧啶与4-氨基-2-羟基胞嘧啶异构化反应

本文报导用半经验方法研究N_1-氢-4-氨基-2-羰基胞嘧啶与4-氨基-2-羟基胞嘧啶异构化反应。MINDO/3能量梯度法优化孤立体系的全部自由度,计算得ΔE=36.79kJ mol~(-1),内酰胺型比醇式内酰胺型稳定。限定分子体系在同一平面内,用MINDO/3中的Powell法优化过渡态的几何构型,计算得正反应活化势垒为204.08kJ mol~(-1),逆反应活化势垒为167.30 kJ mol~(-1)。从IRC途径分析了该异构化反应的物理实质。     

MINDO/3研究胞嘧啶异构体间异构化反应——Ⅰ. N1-氢-4-氨基-2-羰基胞嘧啶与4-亚氨基-2-羰基胞嘧啶异构反应

本文报导用半经验方法研究N_1-氢-4-氨基-2-羰基胞嘧啶与4-亚氨基-2-羰基胞嘧啶异构化反应。用MINDO/3能量梯度法优化了孤立体系的全部自由度, 计算结果表明氨型比亚氨型稳定, △E=33.85 kJ mol~(-1); 限定分子体系在同一平面, 用Powell法优化过渡态几何构型, 计算所得正反应活化势垒为168.87 kJ mol~(-1), 逆反应活化势垒为135.02 kJ mol~(-1)。从IRC途径分析了该异构化反应的物理实质。     

7─羟基喹啉与甲醇、乙醇形成1：2桥式氢键化合物的AM1法研究

利用半经验ＡＭ１方法计算了基态与第一激发态７－羟基喹啉的两种异构体及其与甲醇等溶济分子形成１：２桥式氢键化合物的结构与稳定性。在基态，烯醇式结构比酮式结构稳定；而在第一激发态酮式比烯醇式稳定。１：２桥式氢键的形成使得酮式能量降低比烯醇式多。烯醇式１：２桥式氢键化合物呈交叉式结构，酮式１：２桥式氢键化合物呈折叠式结构，激发态的形成对氢键结构影响不大。在７－羟基喹啉羟基（或羰基）的邻位和间位引入取代基后，对喹啉环和桥式氢键结构的影响均不明显。     

CaZrO3:Mn4+晶体g因子及光谱的研究

推导了晶体中立方(Oh对称)的3d3八面体基团的g因子的高阶微扰公式;其中,既包括了传统的晶场机制(涉及与d-d跃迁光谱有关的晶场激发态与基态的相互作用)的贡献,也包括了以前在晶体场理论中被忽略的荷移机制(涉及与电荷转移光谱有关的荷移激发态与基态的相互作用)的贡献.采用这个公式和由CaZrO3:Mn4 晶体光谱所得的参量,文章计算了该晶体的g因子(也包括了d-d跃迁光谱),计算结果与实验值能很好地吻合一致.计算中发现,荷移机制对g因子移动Ag.(≈g-2.002 3)的贡献在符号上与晶场机制的贡献相反,但大小已达到晶场机制贡献的62%.这表明,对晶体中高价态的3d3离子(如Mn4 和Fe5 )八面体基团,合理地解释其g因子(或其他电子顺磁共振谱参量)应同时考虑晶场机制和荷移机制的贡献.     

CIPS,CISP的结构,能量及单分子光重排反应的量子化学研究

本文使用基于ａｂ ｉｎｉｔｏ ＲＨＦ，ＵＨＦ／ＳＴＯ－３ＧＭＯ法辅以能量梯度方法优化ＣＩＰＳ，ＣＩＳＰ的基态（Ｓ０）和第一激发叁态（Ｔ１０第一激发单态（Ｓ１）的平衡几何构型，及ＣＩＰＳ→ＣＩＳＰ在异构化过程中各势能剖面的过滤态的几何构型。并用ＭＰ４／６－３１Ｇ进行了相关校正。所得ＣＩＰＳ分子基态（１Ａ）的几何构型计算结果与ＩＲ及Ｒａｍａｎ实验数据吻合，并解释了至今尚未发现ＣＩＰＳ分子的实验事实。预     

氯钯共掺对Cs2TiBr6光电性能影响的第一性原理计算

全无机无铅钙钛矿Cs₂TiBr₆具有光电特性良好、带隙可调和环境友好等优点,是一种潜力巨大的光吸收材料。为改善Cs₂TiBr₆的相关性能,我们采用基于第一性原理的方法,针对Pd、Cl掺杂的Cs₂TiBr₆钙钛矿结构进行了研究。结果表明,用Pd取代Ti后产生杂质带,将原来间接带隙的Cs₂TiBr₆转变为直接带隙材料。用25.0% Pd掺杂后,晶体带隙值降低26%,掺杂后的晶体在320~415 nm近紫外光区吸收能力加强约50%,在645~900 nm的红外光区及近红外光区的光吸收能力加强约134%。在此基础上,将Cl与25.0% Pd共掺杂时,Cl掺杂不仅可以把Pd的形成能在单掺的基础上减小约9%,而且Cl的不同掺杂位置对材料的光电性能也有一定的影响。