在ZSM-5沸石上二甲苯异构化的选择性

ZSM-5沸石催化二甲苯异构化是对位异构体高选择性的新工艺,副反应显著减少.这一新工艺在美国、西欧已分别占二甲苯异构化生产总容量的～90％和～60％.它是以分离C_8芳烃异构化平衡产物中的对位异构体,从而将富含邻和间位异构体混合物进行     

(H)FNO~+异构体的结构及异构化反应的量子化学研究

在CCSD(T)/6-311+G(2d,2p)//B3LYP/6-311+G(2d,2p)水平上对八种(H)FNO+异构体的结构和异构化机理进行了研究.用分子生成密度差结合电子密度拓扑分析方法讨论了FNO质子化过程中的电子转移,结果显示FNO质子化过程中除HFNO+中电荷由N,O原子向H,F原子转移外,其他七种异构体中均是H原子上电荷增加,F原子上电荷减小,说明电子由F向H转移.在八种(H)FNO+异构体中,HFNO+,FNOH-cis,FN(H)O+和FNOH+-trans能量较低,较稳定;异构体间通过H原子迁移、F原子迁移、分子内化学键转动及化学键的相对振动四种过程实现异构化,其中原子迁移过程的反应能垒很高,反应不容易进行.用电子定域函数(ELF)理论讨论了反应过程中化学键的变化.     

异黄樟素光异构化反应的研究

本文报道了异黄樟素光异构化反应的研究。直接光照或用二苯甲酮为敏化剂时,异黄樟素光异构化反应有利于生成其顺式异构体;以9,10-二氰基蒽(DCA)、9-氰基蒽(CNA)以及四氯苯醌为敏化剂时异构化反应有利于生成其反式异构体。我们利用色谱、色质联用、红外以及质子核磁共振等技术对异黄樟素的顺反异构体进行了分析鉴定,并初步探讨了反应机理。     

镍配合物催化N-烯丙基酰胺异构化反应机理

采用密度泛函理论(DFT)方法,对镍配合物Ni(PPh3)2催化N-烯丙基酰胺异构化生成N-丙烯基酰胺的微观反应机理进行了计算.反应涉及了C—H键活化、异构化及还原消除生成新的C—H键等步骤.对C—H键活化和异构化步骤,分别考虑了Ni(PPh_3)_2和Ni(PPh_3)的催化活性,发现均为前者对应的能垒更低;对异构化步骤,分别考虑了π-烯丙基和σ-烯丙基机理,发现前者能垒更低.在整个反应路径中,生成产物E异构体的决速能垒为141.8 kJ/mol,与生成Z异构体的决速能垒(141.1 kJ/mol)仅差0.7 kJ/mol,与实验上E/Z选择性不高(56/44)一致.Pd(PPh_3)_2催化的决速中间体和过渡态的计算表明,生成E和Z异构体的决速能垒较高,均超过175 kJ/mol,与实验上Pd(PPh_3)_4没有催化活性一致.Ni(PPh_3)_2和Pd(PPh_3)_2催化活性不同,可由Ni的d电子对烯丙基阴离子π*反键的反馈作用较Pd更强来解释.此外,通过反应物中不同取代基对产物E/Z选择性影响的分析,发现E/Z选择性不同是由各取代基在生成E和Z异构体的决速过渡态中所受空间位阻不同所导致.     

SiNP分子结构及稳定性的理论研究

采用B3LYP/6-311G(d),QCISD和CCSD(T)方法,对单重态和三重态SiNP体系的异构化进行了研究.在QCISD/6-311G(d)水平下,得到了7个稳定的异构体,它们由4个过渡态所连接,其中三重态线型异构体SiNP(31,3Σ1),单重态环状异构体SiNP(14,1A')和单重态线型异构体SiNP(11,1Σ)都具有较大的热力学及动力学稳定性.     

2-巯基苯并咪唑及其类似物互变异构的理论研究

采用B3LYP/6-311G**方法, 计算了2-巯基苯并咪唑及其类似物(2-巯基苯并噁唑、2-巯基苯并噻唑、2-羟基苯并咪唑、2-羟基苯并噁唑、2-羟基苯并噻唑以及2-巯基咪唑、2-巯基噁唑、2-巯基噻唑、2-羟基咪唑、2-羟基噁唑、2-羟基噻唑)的(硫)醇式与(硫)酮式结构进行质子迁移的3种可能途径: (a)分子内质子迁移; (b)水助质子迁移; (c)甲醇助质子迁移．结果表明, 途经b和c所需要的活化能较小, 氢键在降低反应活化能方面起重要作用．采用PCM方法研究了反应体系的溶剂化效应．结果表明孤立分子、一水合物和一甲醇合物的最稳定异构体相同, 都为(硫)酮式, 与气相结论一致．溶剂化效应对异构化能垒的影响较小.     

ZSM-5沸石选择性催化作用的研究II.甲苯烷基化选择性生成对二甲苯

对二甲苯是合成纤维的重要原料.一般多采用甲苯歧化或烷基化生产二甲苯,由于所得产物为接近热力学平衡的二甲苯各异构体的混合物,其中对二甲苯仅略多于20％,故需进行分离和异构化,以获得较纯的对二甲苯.但是二甲苯各异构体的性质十分接近,分离不易,因而现有对二甲苯生产工艺复杂,产量低,能耗大,成本高.如何设法选择性地生产高纯度的对二甲苯,不但在工业生产上具有重大的实际意义,而且在理论上可以为阐明     

杂苯C5H5X（X=N,P,As,Sb,Bi）芳香性的核独立化学位移（NICS）与异构体稳定化能（ISE）研究

应用量子化学方法,通过核独立化学位移(NICS)和异构体稳定化能(ISE)的计算,研究了苯及第五主族元素取代杂苯分子C5H5X(X=N,P,As,Sb,Bi)的芳香性与稳定性.局域轨道定位函数局部最大值的计算结果表明,分子中C—X成键强度与实验稳定性顺序一致.从头算与密度泛函理论对分子的化学位移计算结果各异,计算值与实验值相关分析表明,Hartree-Fock方法对所研究体系的NICS比密度泛函理论具有更好的相关性.在分子环平面上方0.8～0.9处的NICS是芳香性判据的最佳选择,由自然定域分子轨道分解NICS最大处的zz张量值,结果显示π键对分子的芳香性起主要贡献.异构体稳定化能与NICS(max)的zz张量及π键(NICS(max)zzπ)均有很好的相关性,可以表征杂苯分子C5H5X全局芳香性,其顺序为:苯>吡啶>磷杂苯>砷杂苯>锑杂苯>铋杂苯.特别地,对这类分子π轨道的研究发现不包含X原子的π轨道将产生异常大的π键芳香性,这一现象可为分子磁性设计提供理论指导.     

偶氮型光致变色液晶树状大分子的量子产率、异构转化率和活化能研究

研究了化合物端基含36个己氧基偶氮苯介晶基元的二代(G2)光致变色液晶树状大分子在氯仿及四氢呋喃溶液中的量子产率、吸收光强Ia、活化能E、异构转化率A/A0、热回复异构化速率常数kH及其反/顺异构体组分比A′/A′0,并与一代光致变色液晶碳硅烷树状大分子(G1)及介晶基元化合物(M3)的光化学行为进行了比较.在氯仿及四氢呋喃溶液中的量子产率的顺序均为M3>G1>G2,吸收光强Ia在氯仿及四氢呋喃溶液中的顺序分别为G2>G1>M3(氯仿)和M3>G1>G2(四氢呋喃),在氯仿及四氢呋喃溶液中活化能的顺序均为M3>G2>G1,在氯仿及四氢呋喃溶液中热回复异构化速率常数kH的顺序均为G1>G2>M3,在热回复异构化反应中的反/顺异构体组分比A′/A0′在氯仿及四氢呋喃溶液中的顺序均为G2>G1>M3.     

Meso-2,3-二氰基-2,3-二苯基丁二酸二乙酯熔融相热异构化反应动力学及中间体EPR测定

测定了2,3-二氰基-2,β-二苯基丁二酸二乙酯meso-异构体熔融相的热异构化反应动力学及苯环对位为X(X=OCH₃,CH₃,H,Cl,NO₂)的相应二乙酯反应中间体自由基的EPR谱,自由基的结构由计算机模拟确定.结果表明,在实验温度范围内,平衡常数随温度的升高而降低.热力学数据为:ΔH_dl-meao= - 18.02 kJ/mol, ΔS_dl-meao= - 26.51 J/mol·K, ΔH^≠ = 151.78 kJ/mol, ΔS^≠ = 71.64 J/mol·K.反应机理是内消旋体的中心碳-碳键发生均裂,生成α-氰基-α-乙氧甲酰基-P-X取代苄基自由基,再重新结合时发生异构化,生成dl-异构体.