HCHO+X(X=F、Cl、Br)的反应机理

采用CCSD/6-311++G(d,p)//B3LYP/6-311++G(d,p)方法研究了HCHO与卤素原子X(X=F、Cl、Br)的反应机理. 计算结果表明, 卤素原子X(X=F、Cl、Br)主要通过直接提取HCHO中的H原子生成HCO+HX(X=F、Cl、Br). 另外还可以生成稳定的中间体, 中间体再通过卤原子夺氢和氢原子直接解离两个反应通道分别生成HCO+HX(X=F、Cl、Br)和H+XCHO(X=F、Cl、Br). 其中卤原子夺氢通道为主反应通道, HCO和HX(X=F、Cl、Br)为主要的反应产物; 且三个反应的活化能均较低, 说明此类反应很容易进行, 计算结果与实验结果符合很好. 电子密度拓扑分析显示, 在HCHO+X反应通道(b)中出现了T型结构过渡态, 结构过渡态(STS)位于能量过渡态(ETS)之后. 并且按F、Cl、Br的顺序, 结构过渡态出现得越来越晚.     

Al(2Pu)+H2(X1∑+R)的分子反应动力学

基于多体展式方法所导出的AlH2(X 2A1)分析势能函数,用准经典的Monte-Carlo轨迹法对Al(2Pu)+H2(X1∑+R,v=j=0)的分子反应动力学过程进行了计算.结果表明,此反应的主产物为交换反应Al(2Pu)+H2(X1∑+R,v=j=0)→AlH(X1∑+R,v′,j′)+H(2Sg)的AlH(X1∑+,v′,j′),没有发现AlH2(X2A1)络合物.而从反应的反应截面σ1与相对平动能E1的关系发现,该反应为有阈能反应,阈能值为314 kJ@mol～.同时,由于Al的质量比氢的大,发生的是直接碰撞,产物散射角分布是向前散射的.     

金属碳、卡宾阳离子[M—X]~+(M=Au,Ag,Cu;X=C,CH2)与甲烷反应机制研究

在CCSD(T)-REL//B2GP-PLYP水平下构建[Au(CH_2)]~+与甲烷反应的可靠反应势能面,分析了C—H键活化过程中的几何结构变化情况;对反应IRC路径上关键点进行自然键轨道(NBO)电荷和分子轨道分析,从理论上推定该氢转移过程属于氢负离子(H~-)转移.对[M—X]+(M=Au,Ag,Cu;X=C,CH_2)与甲烷反应进行对比,分析了甲烷作为氢供体反应过程的内在影响因素.M—X键能和反应活性中心C上直接参与反应的低能轨道对反应活性均起重要作用,两者协同调控微观反应机制.     

Cs2CO3辅助钯催化X—H (X=C、O、N、B)官能团化反应的理论计算研究

钯催化X—H (X=C、O、N、B)官能团化反应是重要的有机合成策略,能以芳基卤化物、烯类或炔类等小分子化合物为底物,以原子经济的方式构建C—C和C—X (X=O、N、B)键。其中,Cs₂CO₃辅助钯催化X—H (X=C、O、N、B)官能团化反应因具有反应性好、产率高、底物适用范围广等优点,成为近年来有机合成领域的关注热点之一,在构建含C—C和C—X键的多环天然产物骨架方面起着重要作用。采用DFT理论研究Cs₂CO₃辅助钯催化X—H (X=C、O、N、B)官能团化反应,能帮助人们从微观层面了解该类反应的实质,进而为设计新的实验合成路线提供启示。本文对近十年来Cs₂CO₃辅助钯催化X—H (X=C、O、N、B)官能团化反应的最新理论研究进展进行分类和总结,对反应的微观机理以及Cs₂CO₃在反应中的作用机制进行了深入探讨,并对该领域的现存问题和发展前景进行了总结与展望。     

亚磺化脱卤研究 X: 全氟及多氟溴代烷的反应研究

本文报道溴代全氟烷和α,ω-二溴代全氟烷在亚磺化脱卤反应体系中与烯烃的反应及其与相应的碘代全氟烷的区别. 合成了全氟仲溴代烷CF3CFBrOCF2CF(CF3)O(CF2)2SO2F(7), 它与烯烃反应可得到1:1的加成物. 7的水解产物CF3CFBrOCF2CF(CF3)O(CF2)2SO3Na(11)与连二亚硫酸钠反应只得到氢化脱溴产物. 多氟溴化物CF3CBr2X(13X=F; 14X=Cl; 15X=Br)经亚磺化脱溴可得到相应的亚磺酸钠盐CF3CBrXSO2Na(16X=F; 17X=Cl; 18X=Br), 其中间体多氟烷自由基可用烯烃捕集, 得到高产率的1:1加成产物.     

亚磺化脱卤研究 X: 全氟及多氟溴代烷的反应研究

本文报道溴代全氟烷和α,ω-二溴代全氟烷在亚磺化脱卤反应体系中与烯烃的反应及其与相应的碘代全氟烷的区别. 合成了全氟仲溴代烷CF3CFBrOCF2CF(CF3)O(CF2)2SO2F(7), 它与烯烃反应可得到1:1的加成物. 7的水解产物CF3CFBrOCF2CF(CF3)O(CF2)2SO3Na(11)与连二亚硫酸钠反应只得到氢化脱溴产物. 多氟溴化物CF3CBr2X(13X=F; 14X=Cl; 15X=Br)经亚磺化脱溴可得到相应的亚磺酸钠盐CF3CBrXSO2Na(16X=F; 17X=Cl; 18X=Br), 其中间体多氟烷自由基可用烯烃捕集, 得到高产率的1:1加成产物.     

纳米多孔金催化有机反应研究进展

综述了金纳米多孔材料在催化CO和醇的氧化反应、含不饱和键化合物(炔烃、亚胺和α,β-不饱和醛)的加氢还原反应、炔基芳香醛与炔烃的成环反应、氧化脱氢偶联构筑新C—C键反应和C—X(X=B,Si)键形成反应中的应用研究结果.     

镍催化还原偶联反应构筑C(sp~2)—C(sp~2)/C(sp~2)—C(sp~3)键的研究进展

亲电试剂的还原偶联反应避免了有机金属试剂的制备与使用,对各类官能团拥有极好的兼容性,为C—C键的构筑提供了一类重要的方法.近些年来,该反应的研究取得了突破性进展,实现了一系列C(sp2)—X与C(sp3)—X亲电试剂参与的交叉偶联反应.主要针对镍催化亲电试剂交叉偶联反应构筑C(sp2)—C(sp2)和C(sp2)—C(sp3)键的研究展开综述,详细介绍了各种偶联反应及其反应机制.     

黄嘌呤异构体质子转移异构化反应机理的理论研究

采用量子化学密度泛函B3LYP/6-31G(d,p)和M06-2X/6-311++G(d,p)方法对黄嘌呤两种酮式异构体X(1,3,7)与X(1,3,9)间质子转移引起的互变异构反应机理进行了计算研究,获得了异构化反应过程的反应焓﹑活化吉布斯自由能和质子转移反应的速率常数等参数。水相计算采用极化连续(PCM)模型。结果表明,由于可能的氢迁移顺序差异,分子内由X(1,3,7)向X(1,3,9)异构化可能共有16条反应通道,涉及11个中间体和20个过渡态,其主反应通道速控步骤的活化吉布斯自由能为183.10k J/mol,速率常数为5.17×10-20s-1,其余各通道速控步骤活化吉布斯自由能均较高,而且整体水溶剂效应不利于质子转移的发生。     

花椰菜状碳酸钙的"一步法"制备及表征

以碱土金属锶的硝酸盐为添加剂, 采用“一步法”制备了大小均一、 分散性良好的花椰菜状碳酸钙粒子. 考察了反应温度、 反应时间等因素对碳酸钙结晶行为的影响, 确定了最佳反应条件. 利用扫描电子显微镜(SEM)、 X射线衍射仪(XRD)、 X射线能谱仪(EDAX)等对所得产物的结构和性能进行了表征, 并探讨了其反应原理.     

锗烯X2Ge(X=H、CH3、F、Cl、Br)与乙烯环加成反应的量子化学研究

利用量子化学密度泛函理论的B3LYP方法,在6-311G**的水平上,对锗烯X2Ge(X=H、CH3、F、Cl、Br)与C2H4的环加成反应进行了计算研究.结果表明,锗烯的基态是单重态,取代基的电负性越强,单-三态的能量差越大;控制反应的因素是电子效应,而不是立体效应;取代基的电负性越强,反应的活化能越高,放热越少;该反应由两步组成,第一步生成中间配合物,是一个无势垒的放热过程,第二步经过渡态生成产物.     

CH3NO2与HE(23S)、Ne(3P0.2)的解离激发反应

利用分子束和化学发光技术，在单次碰撞条件下，首次研究了亚稳态原子He（23S）、Ne（3P0．2）与CH3NO2的解离激发反应，探测到反应的激发态产物（CH（A）、CH（B）、CH（C）的化学发光，在He（23S）／CH3NO2反应中同时探测到H（Balmer）的发射．利用He（23S）＋N2→N2＋（B）＋He＋e－作参考反应，测定了反应He（23S）／CH3NO2产生的CH的A－X，B－X，C－X以及H原子的发射速率常数．利用化学发光光谱的计算机模拟，求得了激发态产物CH（A）的初生态振动布居和转动温度．结合相空间理论对解离过程CH（A）的形成通道进行了讨论，认为CH（A）的形成是经由中间体CH3*的二体解离过程．     

十六烷基三甲基溴化铵/聚乙二醇辛基苯基醚微乳液凝胶固定化脂肪酶催化水解消旋布洛芬辛酯

初步考察了水溶液中影响十六烷基三甲基溴化铵（CTAB）/聚乙二醇辛基苯基醚（TX-100）微乳液凝胶（MBG）固定化脂肪酶催化水解消旋布洛芬辛酯的主要因素。 结果表明,CTAB/TX-100 MBG固定化脂肪酶在水溶液中能顺利催化水解S-构型布洛芬辛酯生成S-构型布洛芬。 随TX-100在EM（正丁醇与TX-100的混合物）中含量的增加,反应转化率（X）逐渐增大,而产物中S-构型布洛芬的对映体过量值（eei）有少许的降低;随凝胶含水量的增加,X及eei均呈钟罩形变化,二者最大值时对应的凝胶水含量为27.3%,且磷酸缓冲溶液对二者的影响要比溶解明胶的水大;X在反应初期（16 h内）增加明显,随反应时间的继续延长增加缓慢,24 h后趋于平衡,而eei随反应时间的延长呈逐渐降低的趋势;随固定化脂肪酶重复使用次数的增多,X在前3次中降幅不大,后几次中降幅逐渐增大,eei则呈逐渐稍微降低的趋势,重复使用10次后,二者分别降低了36.55%和0.52%。     

多(三甲硅基)取代环戊二烯基二羰基钼环卡宾配合物的合成和结构

三(三甲基硅基)环戊二烯在一缩二乙二醇二甲醚或四氢呋喃中经n-BuLi处理后, 随之与Mo(CO)6加热, 生成相应的环戊二烯基羰基钼负离子锂盐[η^5-{(Me3Si)3C5H5-n}Mo^-(CO)3]Li^+(n=2, 3)(1), 同时观察到有脱硅基现象发生。1与X(CH2)3X在一缩二乙二醇二甲醚中反应, 无论X=I或Br, 均生成标题化合物[X=I: n=3(2), n=2(3); X=Br: n=3(4), n=2(5)]。1与X(CH2)3X的反应如在THF中进行, 则只有当X=I时才能生成环卡宾钼配合物。以元素分析, IR, 1H NMR和13C NMR表征了2-5的结构, 并用X射线衍射测定了4的晶体结构。晶体属单斜晶系,空间群为P21/n, 晶胞参数a=1.2611(3), b=1.2434(2),c=1.7095(6)nm, β=91.07(2)°, V=2.680(2)nm^3,Dc=1.563g.cm^-^3, Z=4, 最终偏差因子R=0.062, Rw=0.054.     

Titanium(IV) chloride and quaternary ammonium salt promoted Baylis-Hillman reaction.

The Baylis-Hillman reaction of aldehydes with alpha,beta-unsaturated ketones can be drastically affected by the reaction temperature and Lewis bases. When the reaction was carried out at -78 degrees C using catalytic amounts of quaternary ammonium salts (R4N+X-, X = Cl, Br, I) as Lewis bases, in the presence of titanium(IV) chloride, the chlorinated aldol adduct 1 was obtained as the major product. Quaternary ammonium bromides and iodides (R4N+X-, X = Br, I) have higher catalytic activity than corresponding chlorides (R4N+Cl-). Quaternary ammonium fluorides (R4N+F-) do not have activity at all. The amounts of Lewis acid and quaternary ammonium salts used affect the reaction rate and product. A plausible reaction mechanism is proposed. If the reaction was carried out at room temperature (about 20 degrees C) in the presence of titanium(IV) chloride and quaternary ammonium salts (R4N+X-, X = Cl, Br, I), the elimination product 3, derived from 1, was formed as the major product.     

Chemical dynamics of the formation of the 1,3-butadiynyl radical (C4H(X2Sigma+)) and its isotopomers

The reaction of dicarbon molecules in their electronic ground, C2(X1Sigma(g)+), and first excited state, C2(a3Pi(u)), with acetylene, C2H2(X1Sigma(g)+), to synthesize the 1,3-butadiynyl radical, C4H(X2Sigma+), plus a hydrogen atom was investigated at six different collision energies between 10.6 and 47.5 kJ mol(-1) under single collision conditions. These studies were contemplated by crossed molecular beam experiments of dicarbon with three acetylene isotopomers C2D2(X1Sigma(g)+), C2HD (X1Sigma+), and 13C2H2(X1Sigma(g)+) to elucidate the role of intersystem crossing (ISC) and of the symmetry of the reaction intermediate(s) on the center-of-mass functions. On the singlet surface, dicarbon was found to react with acetylene through an indirect reaction mechanism involving a diacetylene intermediate. The latter fragmented via a loose exit transition state via an emission of a hydrogen atom to form the 1,3-butadiynyl radical C4H(X2Sigma+). The D(infinity)(h) symmetry of the decomposing diacetylene intermediate results in collision-energy invariant, isotropic (flat) center-of-mass angular distributions of this microchannel. Isotopic substitution experiments suggested that at least at a collision energy of 29 kJ mol(-1), the diacetylene isotopomers are long-lived with respect to their rotational periods. On the triplet surface, the reaction involved three feasible addition complexes located in shallower potential energy wells as compared to singlet diacetylene. The involvement of the triplet surface accounted for the asymmetry of the center-of-mass angular distributions. The detection of the 1,3-butadiynyl radical, C4H(X2Sigma+), in the crossed beam reaction of dicarbon molecules with acetylene presents compelling evidence that the 1,3-butadiynyl radical can be formed via bimolecular reactions involving carbon clusters in extreme environments such as circumstellar envelopes of dying carbon stars and combustion flames.     

PS自由基的形成及动力学研究

本文研究了亚稳态原子He(23S)和Ne(3P0.2)与PSCl3分子的反应,获得了PS(B2Ⅱ→X2Ⅱ)和PS(C2→X2Ⅱ)二个谱带的发射光谱.根据碎片的光谱,研究了PS(B2Ⅱ)和PS(C2Ⅱ)的形成速率和振动布居.     

CH2(X 3B1)自由基与N2O反应的研究

The reaction dynamics of methylene radical CH2(X3B1) with N2O was investigated by Time-Resolved Fourier Transform Infrared Spectroscopy(TR-FTIRS). Pure CH2(X3B1) radicalwas produced via laser photolysis of ketene at 351 nm. Nascent viabrationally excited products CO, NO and HCN were observed. Some reaction pathways which may lead to these products were proposed and a possible reaction mechanism was outlined.     

Investigations of silicon-nitrogen hydrides from reaction of nitrogen atoms with silane: experiments and calculations

Using a quadrupole mass filter and vacuum-ultraviolet ionization, we measured the time-of-flight spectra of species at mass-to-charge ratios of m/ z = 45-42 from the reaction of N + SiH 4 in crossed molecular beams. Species with m/ z = 44 and 43 correspond to reaction products HSiNH/SiNH 2 and HSiN/HNSi, respectively; species with m/ z = 45 and 42 are assigned to isotopic variants and daughter ions, respectively, of those two reaction products. We measured the photoionization yields and branching ratios for dissociative ionization of reaction products as a function of photoionization energy. The ionization thresholds of products HSiNH/SiNH 2 and HSiN/HNSi were determined to be 6.7 and 9.2 eV, respectively. Furthermore, we calculated the equilibrium structures, electronic energies, and vibrational wavenumbers of various silicon-nitrogen hydrides H x SiNH y ( x + y = 0-3) using quantum-chemical methods. SiNH 2 (X (2)B 2) and HNSi (X (1)Sigma (+)) are more stable than HSiNH (X (2)A') and HSiN (X (1)Sigma (+)) by 0.82 and 2.81 eV, respectively. SiNH 2 (X (2)B 2), HSiNH (X (2)A'), HNSi (X (1)Sigma (+)), and HSiN (X (1)Sigma (+)) have adiabatic ionization energies of 6.81, 8.19, 10.21, and 10.23 eV, respectively. These experimental and calculated results indicate that SiNH 2 (X (2)B 2) and HNSi (X (1)Sigma (+)) are dominant among isomeric products in the reaction of N + SiH 4. This work presents the first observation of products from the reaction of N + SiH 4 in crossed beams and extensive calculations on pertinent silicon-nitrogen hydrides.