CHF2CH3(HFC-152a)与F反应的反应途径及反应速率常数研究

本文用从头计算法(UMP2/6-31G)对氟与二氟乙烷的与1位、2位碳相连的氢的抽提氢反应进行研究。CHF2CH3+F→CF2CH3+HF(R1), CHF2CH3+F→CHF2CH2+HF(R2)。在内禀反应坐标(IRC)的势能剖面基础上用传统过渡态、变分过渡态理论计算了上述两个反应的速率常数及比值, 获得了与实验相一致的结果。     

CH3CH2,CH3CHCl,CH3CCl2与NO2反应微观动力学理论研究

运用量子化学密度泛函理论UB3LYP/6-311+G*和高级电子相关校正的偶合簇(CCSD(T)/6-311+G*)方法,对CH3CH2,CH3CHCl和CH3CCl2自由基与NO2反应的机理和动力学进行了理论研究,得到了体系的势能面信息和可能的反应机理.根据计算得到的各反应热力学参数及反应能垒,采用传统过渡态理论计算了各反应在温度T=298 K和T=700 K时的速率常数.研究结果表明,该类反应均通过1个中间体和1个过渡态生成产物,产物分别为CH3CHO+HNO,CH3CHO+ClNO和CH3CClO+ClNO.     

CH3+HNCO反应机理的理论研究

异氰酸(HNCO)分解引发的一系列自由基反应是氮氧化物快速消除机理[1,2](RAPRENOX)所研究的领域,该反应涉及到燃烧化学中氮氧化物NOX的消除,所以获得这些反应准确的位垒就成为实验化学和理论化学所要解决的问题。本文中我们重点研究CH3+HNCO反应机理,探讨CH3自由基是否也能象氮氢自由基一样,在异氰酸(HNCO)分解反应中起作用。1　计算方法用量子化学MP2方法,在6 311++G 水平上计算了CH3自由基与HNCO反应的反应物、产物、中间体和过渡态的几何构型,用QCISD(T)方法在6 311++G 水平上计算了它们的能量。通过振动分析确定…     

三氟乙烷与氟原子氢提取反应的动力学研究

采用双水平直接动力学方法研究了氢提取反应CH3CF3+F→CH2CF3+HF的反应机理.首先用MPW1K/6-311+G(d,p)方法优化了驻点的几何构型,并在相同水平上进行了频率分析,利用内禀反应坐标理论获得了最小的反应能量途径;随后,为了得到更准确的能量信息,采用MCG3-MPWPW91//MPW1K方法进行了单点能量校正;最后,根据变分过渡态理论计算了该反应在200² 000K温度范围内的速率常数.结果表明,理论计算值与已有的实验值吻合.     

S_N2反应X_l~-+CH_3X_r→X_lCH_3+X_l~-(X_l=X_r=F,Cl,Br,I)的价键方法研究

应用最近发展的价键组态相互作用 ( VBCI)方法计算了 SN2反应 X-l +CH3 Xr→ Xl CH3 +X-r ( Xl=Xr=F,Cl,Br,I)的反应能垒和价键相关参数 .计算结果表明 ,VBCI能垒与采用分子轨道理论的 CCSD( T)方法计算的能垒相一致 .讨论了 SN2反应的反应参数 .     

CH与H2分子反应动力学及选态反应的理论研究

次甲基作为化学反应源曾引起广泛的兴趣.Schaefer 及其合作者于1977年对反应CH(~4Σ~-)+H_2→CH_2(~3B_1)+H 进行过量子化学研究,但是计算中限制了一些自由度.近年来,由于能量梯度方法的发展,反应途径哈密顿理论和变分过渡态理论的提出,有可能进一步对该反应进行分子反应动力学性质的研究.本文用从头算UHF/6-31G 方法和能量梯度方法首先优化出上述反应(原子编号为CH_a+H_bH_c→H_bCH_a+H_c)的过渡态;再用     

CH(^4∑^-)+H2O→CH2(^3B1)+OH的直接动态学研究

用从头算方法计算了反应CH(^4∑^-)+H2O→CH2(^3B1)+OH的反应途径。在此基础上, 计算沿反应途径的动态学性质和正则变分过渡态理论的速率常数, 并进行隧道效应校正。结果表明, 电子相关能对反应活化位垒影响较大; 反应存在返回效应和隧道效应, 用正则变分过渡态方法和小曲率近似的隧道校正是有效的。     

CH3SS与OH自由基反应机理的理论研究

应用密度泛函理论(DFT)对CH3SS与OH自由基单重态反应机理进行了研究.在B3PW91/6-311+G(d,p)水平上优化了反应通道上各驻点(反应物、中间体、过渡态和产物)的几何构型,用内禀反应坐标(IRC)计算和频率分析方法对过渡态进行了验证.在QCISD(T)/6-311++G(d,p)水平上计算了各物种的单点能,并对总能量进行了零点能校正.研究结果表明,CH3SS与OH反应为多通道反应,有5条可能的反应通道.反应物首先通过不同的S—O键相互作用形成具有竞争反应机理的中间体IM1和IM2.再经过氢迁移、脱氢和裂解等机理得到主要产物P1(CH2SS+H2O),次要产物P2(CH2S+HSOH),P3(CH3SH+1SO)和P4(CH2SSO+H2),其中最低反应通道的势垒为174.6kJ.mol-1.     

四同芳香性转烯及其羰基硼衍生物

运用G03W程序, 在高精度理论水平(B3P86/6-311＋G**)下, 对母体转烯(Hypostrophene)及其BCO衍生物的单态、三态、开壳层单态的Cope重排体系进行了理论研究: 对体系进行了相应的结构优化和频率计算, 并进一步计算了体系的重排势垒、反应能量、核独立化学位移值等理论参数. 文中首次提出具有四同芳香性的实例: 转烯的Cope重排过渡态. 计算同时表明BCO取代CH的行为使得进行Cope重排的反应物和过渡态的离域性、芳香性以及稳定性都得到很大的促进, 这可以从前线轨道的成键以及延伸方面得到合理的解释. 所得结果进一步验证了BCO基团的稳定性效应.     

甲醇钠引发的环氧乙烷开环聚合反应过程

运用密度泛函理论(DFT)的Dmol3方法, 计算了甲醇钠引发的环氧乙烷开环聚合的反应过程. 并运用前线轨道理论对该聚合反应的各步反应历程进行了分析. 计算结果表明, 链引发为无能垒的放热反应, 放出的能量达到92.560 kJ·mol-1, 而链增长过程则需越过100.951 kJ·mol-1的反应能垒, 链增长物种与环氧乙烷的前线轨道相对称, 可以使开环聚合反应继续进行下去. 当向反应体系中加入草酸、磷酸等质子酸时, 会立即发生链终止反应. 此外, 还对链增长过渡态的合理性进行了确认, 绘出了相应的反应势能曲线.     

Ab initio方法研究CH~3+OClO反应的可能通道

利用abinitio方法研究了CH~3+OClO反应的三个可能通道,首次应用UMP2(full)/6-31G(d,p)方法得到各反应物、产物、中间物及过渡态的优化构型和谐振频率;然后采用G2MP2理论计算各通道反应焓变和势垒高度。理论计算表明产物通道CH~2O+HOCl是最可能发生的途径,反应放热为443.80kJ·mol^-^1。可能的反应过程为：CH~3和OClO自由基先经无垒过程生成了一个富能中间物,继而通过较低的势垒解离成HOCl+H~2CO。     

环丙基硅烯的理论研究: 环丙基硅烯C3H5SiH的重排反应及其机理

本文用限制的Hartree-Fock解析梯度方法在3-21G和6-31G^*水平上对环丙基硅烯的重排反应及其机理进行了从头算研究。以6-31G^*优化构型作了二级微扰计算, 并计算了各构型的频率。在此基础上得到了重排反应的热焓△H, 自由能△G和平衡常数K, 用Eyring过渡态理论计算了反应的速度常数k(T), 应用Woodward-Hoffmann规则讨论了环丙基硅烯重排反应过程中端基的旋转机理。结果表明, 环丙基硅烯经过113.4kJ/mol的势垒扩环重排为硅杂环丁烯为自发反应; 而其1,2-氢迁移重排反应热垒为190.0kJ/mol, 是非自发反应, 难于进行,不能与扩环重排相竞争。另外, 扩环重排反应可分为多步过程, 每步的端基旋转均可用Woodward-Hoffmann规则说明。     

CH_2CH(~2A')自由基与臭氧反应机理的理论研究

用量子化学MP2（full）方法,在6－311+ +G~(**)基组水平上研究了CH_2CH (~2A~＇)自由基与臭氧反应的机理,全参数优化了反应过程中反应物、中间体、过 渡态和产物的几何构型,在QCISD（T,full）/6-311+ +G~(**)水平上计算了它们的 能量,并对它们进行了振动分析,以确定中间体和过渡态的真实性,研究结果表明 ：CH_2CH(~2A~＇)自由基与臭氧反应有两条可行的反应通道,分别为：CH_2CH (~2A~＇)+O_3→TS1→M1→TS2→O_2+OCH_2CH→TS4+O_2→O_2(~3∑_g)+CH_2CHO (~2A~＂)和CH_2CH(~2A~＇)+O_3→M2→TS3→O_2(~3∑_g)+CHO(~2A~＂),后一个反 应通道较容易发生,而且反应活化能小（2.97kJ/mol）,说明CH_2CH(~2A~＇)自由 基与臭氧之间的反应活性很强。     

化学反应的内禀反应坐标法V. 顺-, 反-氟代乙烯基负离子异构化反应的反应路径解析

本文对顺-, 反-氟代乙烯基负离子异构化反应的反应途径进行了微观动力学解析。在RHF/4-31G水平上优化求得了反应物、过渡态及产物的平衡几何和总能量, 得到了活化能、反应热、A因子及活化熵等一些物理量, 从反应物到过渡态的振动相关表明: 正则振动模式是各自独立的; 键角H(1)-C-C的伸缩振动模式直接与内禀进动(IRC)相连结。这为模式选择化学反应的研究提供了信息。     

双自由基CF2与O3的反应机理

主要用作致冷剂和发泡剂的氯氟烃（CFCs）是破坏臭氧层的主要物质之一．对氯氟烃类化合物及其降解产物（包括光解、光氧化、化学反应产物等）在大气中行为问题的研究是大气化学研究的重要内容．前人[1-3]从理论和实验两方面研究了自由基与臭氧的反应机制，但是氯氟烃光解过程中     

二氟硅杂环丙烯异构化反应的理论研究

近十几年来，硅烯（：SN小'一到作为活性中间体的研究引起化学界的广泛兴趣，形成了内容丰富的硅烯化学．1975年Ilass＊等研究了硅烯和乙炔的加成反应，指出该反应的中间体为硅杂环丙烯，硅杂环丙烯异构化为硅甲基乙炔．Boatz问等利用：j－ZIG（d）基组对金属杂环丙烯小［＊xZC     

Ab initio method study on the isomerization of 3-amino-2-pyridone

Ab initio caculations with RHF/6-31G and MP2/6-31G have been used to study the isomerization of 3-amino-2-pyridone in gas-phase and in water. The results obtained show that 3-amino-2-pyridone is isomerized into 3-amino-2-hydroxy pyridine via a four-center cyclic transition state in the gas-phase, and via a six-center cyclic transition state in water. The activation energies of this reaction are 226.3336(RHF/6-31G) and 171.2269(MP2/6-31G) in gas-phase, and 81.6398(RHF/6-31G) and 59.8668(MP2/6-31G) kJ mol⁻¹ under the condition of a single water molecule as the catalyst, respectively.     

气态烯丙醇光异构化反应的理论研究

本文采用自洽场分子轨道UHF/6-31G从头计算法, 辅以能量梯度法研究气相烯丙醇光异构化反应的机理。全部优化了T1态势能面上反应物、过渡态、中间体和产物的几何构型。基于Fukui提出的内禀反应坐标理论(IRC)计算这一体系的反应途径, 并针对各驻点进行MP2/6-31G的相关能校正, 得到该反应在激发态进行并为一经历双自由基中间体的分步反应的结论。支持了实验工作者提出的机理。     

3-羟基-2-吡啶亚胺异构反应的机理

在RHF-6-31G,MP2/6-31G和MP2/6-31G水平上,对3-羟基-2-吡啶亚胺的气相、水分子作为催化剂的异构化反应进行了研究,结果表明,气象异构难于进行,水分子作为催化剂参与反应过程是目标反应所循的反应路径。     

低硝酸盐离子N2O22-和亚硝酸HONO的异构体及其异构化反应的量化研究

采用Gaussian-98程序进行，在HF／6—31G(d)，B3LYP／6—31G(d)和MP2／6—31G(d)水平下优化分子结构并寻找过渡态，对于MP2／6—31G(d)结果在QCISD(T，E4T)，MP4／6—311 G(d，p)，MP4／6—311 G(2df，p)水平下重新计算能级．并用内禀反应坐标(IRC)法研究了N2O2^2-和亚硝酸HONO的异构化反应机理。