2-溴乙酸气相热消除反应的机理探讨

分别利用密度泛函、从头算分子轨道方法及半经验分子轨道AM 1法对 2 溴乙酸气相热消除反应的机理进行了理论研究 .结果表明 ,虽然用三种不同的方法得到的结果有一定差异 (如反应势能面上各驻点的几何构型、反应的活化能 ) ,但研究得到的反应机理是一致的 ,即反应分两步进行 .其中 ,具有五元环过渡态的第一步反应为速控步骤 ,与实验工作者所建议的机理相符 .     

氯代酸气相热消除反应的理论研究

应用半经验分子轨道ＡＭ１法，辅以Ｂｅｒｎｙ梯度优化法对３－氯丙酸和２－氯丁酸在气相中的热消除反应进行了理论研究。计算结果表明：（１）３－氯丙酸在气相中的热消除反应可以通过六元环过渡态机理和四元环过渡态机平行进行得到产物；（２）２－氯丁酸的热消除则可以通过五元环过渡态机理和四元环过渡态机理平行进行；（３）对３－氯丙酸的热消除反应，以了环过渡态进行反应的活化势垒较低，而２－氯丁酸的热消除反应则是五元环     

HCCO与CH（2∏）双自由基反应微观动力学的理论研究

用量子化学密度泛函理论的UB3LY/6-311 G**方法和高级电子相关的UQCISD(T)／6-311 G**方法研究了HCCO与CH(^2∏)自由基反应的微观机理．采用双水平直接动力学方法IVTST-M和正则变分过渡态理论研究了在l000～2500K温度范围内反应的速率常数．结果表明，HCCO与CH(^2∏)双自由基反应过程中存在3个反应通道。生成产物为C2H2 CO．通道2为主要反应路径，通道1也占一定的比例．在所研究的温度范围内，速率常数计算的变分效果均较小，反应为放热反应．     

气相中2Sr+和2Ba+催化N2O与CO还原反应的理论研究

用密度泛函理论DFT-UB3LYP方法,对2Sr+,2Ba+采用相对论校正赝势基组SDD,对C,N,O采用6-311+G(2d)基组,计算研究了气相中碱土金属离子2Sr+,2Ba+催化N2O(X1∑+)+CI(X1∑+)→N2(X1∑+g)+CO2(X1∑+g)反应的微观机理.优化了二重态势能面上各反应物、中间体和过渡...     

1-碘-2-锂-邻碳硼烷与环戊二烯衍生物的类Diels-Alder反应的理论研究

运用密度泛函理论的B3LYP方法对1-碘-2-锂-邻碳硼烷与亚甲基环戊二烯衍生物的类Diels-Alder反应进行了理论研究.计算结果显示：1-碘-2-锂-邻碳硼烷与亚甲基环戊二烯衍生物的类Diels-Alder反应为分步过程,需要依次经过脱LiI形成碳硼炔、碳硼炔与亚甲基环戊二烯成键、碳硼烷基1,2-σ迁移和成环四个过程才能形成与Diels-Alder反应形式相同的产物.其中碳硼烷基的1,2-σ迁移过程为整个反应的决速步,在353 K的实验条件下需要越过28.3 kcal•mol^-1的自由能垒才能形成相应的碳硼烷基降冰片烯衍生物,理论预测的反应速率与实验结果较好吻合.自然键轨道理论（NBO）分析结果显示：该反应与正常电子需求的Diels-Alder反应（NEDDA）具有相似的电子结构特征.文中还对反应底物的取代基效应进行了讨论,并得到了与实验数据基本一致的结果.     

1-硅萘和2-硅萘二聚反应的比较理论研究

采用密度泛函理论(DFT)方法在B3LYP/6-311G**水平研究了1-硅萘和2-硅萘[2+2]及[4+2]二聚反应的微观机理、势能剖面,考察了苯溶剂对反应势能剖面的影响.计算结果表明,[2+2]二聚反应为同步的协同反应,而[4+2]二聚反应以协同但非同步的方式进行.1-硅萘的[2+2]反应与2-硅萘的[2+2]反应在热力学和动力学上很接近,但它们的[4+2]反应则有较大不同.在1-硅萘的二聚反应中,[4+2]反应在热力学和动力学上都比[2+2]反应容易进行;但在2-硅萘的二聚反应中,反而是[2+2]反应容易进行.苯溶剂对所研究反应的势能剖面影响不大.     

H2CO和NO2反应机理的密度泛函理论计算研究

用密度泛函理论方法在UB3LYP/ 6-311++G(d,p)并包含零点能水平上计算得到了H2CO和NO2反应的势能面.在势能面上找到了由H2CO和NO2反应生成HCO和trans-HONO的两条反应通道.直接H迁移反应通道的势垒只有90.54 kJ*mol-1,是主要的反应通道,其TST速率是7.9 cm3*mol-1*s-1,与文献值相符;另一条通道是H2CO异构化为trans-HCOH,然后C位H迁移,最后生成的HOC分子异构化为HCO,这条通道反应势垒高达348.03 kJ*mol-1,是一条次要反应通道.     

两态反应Ni2+与c-C6H12的机理及自旋-轨道耦合研究

在密度泛函理论的B3LYP方法下, 对两态反应Ni₂⁺与环己烷体系进行了较为系统的研究. 结果表明, 反应分别在第一个氢迁移(⁴IM1→⁴TS1/2), 第三个氢迁移(⁴TS15/16→⁴IM15)以及 翻转过程(⁴IM5→⁴TS5/6, ²TS11/12→²IM12)发生了二、四重态势能面的交叉, 本文运用内禀反应坐标单点垂直激发计算的方法得到势能面大致的交叉点(CP), 进一步利用Crossing2004程序获得精确的最低能量交叉点(MECP). 对MECP附近的自旋轨道耦合(SOC)常数进行了计算. MECP1～MECP4处的SOC值分别为318.01, 396.89, 268.74和306.67 cm^-1. 较大的SOC值说明不同势能面间发生了有效地跃迁并使反应沿着最低反应通道进行. 对反应通道的研究发现, 反应中同面脱氢是主要反应通道. 异面脱氢由于翻转过程中决速步骤势垒为33 kcal/mol(吸热3 kcal/mol), 只生成少量的异面脱氢产物. 计算结果解释了实验现象.     

Cl_2+2HBr=2HCl+ Br_2反应的机理和应用

用密度泛函理论（ＤＦＴ）Ｂ３ＬＹＰ方法,取６－３１１ Ｇ**基组,细致研究了反应Ｃｌ２＋ ２ＨＢｒ＝ 2ＨＣｌ＋ Ｂｒ２的机理,求得一系列四中心和三中心过渡态．双分子基元反应 Ｃｌ２＋ ＨＢｒ→ ＨＣｌ＋ ＢｒＣｌ和 ＢｒＣｌ＋ ＨＢｒ → Ｂｒ２＋ ＨＣｌ的活化能（１３８．９６和 １４７．２４ ｋＪ· ｍｏｌ－１）小 于Ｃｌ-２,ＨＢｒ和ＢｒＣｌ的解离能,从理论上证明了标题反应将优先以分子与分子作用形式 完成．将其应用于从ＨＢｒ中回收溴,以Ｃｌ２直接与ＨＢｒ气体反应,生成的含溴混合气体, 经冷凝并以四氯化碳吸收分离得到液溴和盐酸;溴的回收率大于９６％,其含氟量小于 ３．０％．提供了运用基础理论解决生产中难题的成功例证．     

气相VO（∑＋）与CH3OH（1^A′）分子自旋禁阻反应C—H，O—H键活化机理的理论研究

采用密度泛函理论（DFT）B3LYP与cCsD方法研究了二重态和四重态势能面自旋禁阻反应VO（∑’）活化cH30H（1^A′）分子c—H,0—H键的微观机理．通过自旋一轨道耦合的计算讨论了势能面交叉点和可能的自旋翻转过程．在MEcP处,四重态和二重态问的旋轨耦合常数为131．14cm^-1．自旋多重度发生改变,从四重态系间穿越到二重态势能面形成中间体2^IM1,导致反应势能面的势垒明显降低．     

3,4-二硫方酸芳香性和气相酸性的理论研究

在RHF/6-311G^**,RHF/6-311+G^**和B3LYP/6-311+G^**水平优化得到3,4-二硫方酸(3,4-二巯基-3-环丁烯-1,2-二酮)三种平面构象异构体的平衡几何构型.用MP2(Full)/6-311G^**//RHF/6-311G^**方法计算单点能量,发现ZZ型异构体是能量最低构象,且ZZ和ZE型能量非常接近.用优化的最稳定构象ZZ型异构体在RHF/6-311G^**//RHF/6-311G^**,RHF/6-311G^**//RHF/6-311G^**,MP2(Full)/6-311G^**//RHF/6-311G^**和B3LYP/6-311G^**//B3LYP/6-311G^**水平计算其气相酸性(ΔG⁰)和同键反应芳香性稳定化能(HASE).用基团加和法(Group Increment Approach)在RHF/6-311G^**//RHF/6-311G^**和B3LYP/6-311G^**//B3LYP/6-311G^**水平计算其磁化率增量(Λ).计算结果表明,标题化合物的同键反应芳香性稳定化能和磁化率增量均为负值,表明它具有芳香性,实现了标题化合物芳香性的几何、能量和磁性的判定.     

Reaction Mechanism and Kinetics for HCCO Radical with NO

The mechanism and dynamical properties for the reaction of HCCO radicals with NO were investigated theoretically. The minimum energy paths(MEP) of the reaction were calculated by using the density functional theory(DFT) at the B3LYP/6-311 G^** level, and the energies along the MEP were further refined at the QCISD(T)/6-311 G^** level. It is found that the reaction mechanism of the title reaction involves three channels, producing HCNO CO, HONC CO and HCN CO2 products, respectively. Channel 1 is the most favorable path. The rate constant for channel 1 were calculated over a temperature range of 800-2500 K by using the canonical variational transition-state theory(CVT). The rate constant for the main path is negatively dependent on temperature, which is a characteristic of radical reactions with negative activation energy, and the variational effect for the rate constant calculation is small in the whole temperature range.     

气相中烯丙基负离子与N2O反应机理

采用二阶微扰理论的MP2/6-31G(d,p)方法对气相中烯丙基负离子与N2O的反应机理进行了理论计算研究, 并在相同基组下进一步用CCSD(T)方法进行了单点能的校正. 计算结果表明, 该反应存在三条反应通道, 产物分别为cis-CH2CHCNN-+H2O, trans-CH2CHCNN-+H2O和CH2CCH-+N2+H2O, 其中生成cis-CH2CHCNN-和trans-CH2CHCNN-的两条通道为相互竞争的主反应通道, 计算结果与实验相吻合. 同时利用传统的过渡态理论, 计算了各反应通道在298 K时, 速控步骤的反应速率常数k(T).     

Br2+2HI=2HBr＋I2应机理的密度泛函理论

用密度泛函理论(DFT)B3LYP方法，取3-21G**基组研究了气相反应Br2＋2HI=2HBr＋I2的机理，求得一系列四中心和三中心的过渡态.双分子基元反应Br2＋HI→HBr＋IBr和IBr＋HI→I2＋HBr的活化能(81.02和121.08 kJ•mol－1)小于Br2、HI和IBr的解离能(249.21、320.16和232.42 kJ•mol－1)，故从理论上证明了标题反应将优先以分子与分子作用形式分两步完成.同时发现I原子与Br2分子反应生成较稳定的IBr2是一个无能垒过程，IBr2分解为IBr和Br原子的能垒为70.88 kJ•mol－1.     

1,2-二硫方酸的气相酸性和芳香性

在ＲＨＦ／６－３１１Ｇ、ＲＨＦ／６－３１１＋Ｇ　和Ｂ３ＬＹＰ／６－３１１＋Ｇ　水平,优化得到１,２－二硫方酸（３,４．二羟基－３－环丁烯－１,２－二硫酮）三种平面构象异构体的平衡几何构型．进一步用ＭＰＺ（ｆｕｌｌ）／６－３１１＋Ｇ　、／／ＲＨＦ／６－３１１＋Ｇ　方法计算三种异构体的单点能量,发现ＺＺ型异构体是能量最低构象,且ＺＺ和ＺＥ型能量非常接近．用优化的最稳定构象ＺＺ型异构体,在ＲＨＦ／６－３１１Ｇ　／／ＲＨＦ／６－３１１Ｇ　、ＲＨＦ／６．３１１＋Ｇ　／／ＲＨＦ／６－３１１＋Ｇ　、ＭＰＺ（ｆｕｌｌ）／６．３１１＋Ｇ　／／ＲＨＦ／６－３１１＋Ｇ　和Ｂ３ＬＹＰ／６－３１１＋Ｇ　斤Ｂ３ＬＹＰ／６－３１１＋Ｇ　水平,计算其气相酸性（△Ｇ＿２９８）,并用同键反应方法在同样水平计算其芳香性稳定化能．用基团加和法（ｇｒｏｕｐｉｎｃｒｅｍｅｎｔａｐｐｒｏａｃｈ）在ＲＨＦ／６．３１１＋Ｇ　／／ＲＨＦ／６－３１１＋Ｇ　和Ｂ３ＬＹＰ／６－３１１＋Ｇ　／／Ｂ３ＬＴｈ／６－３１１＋Ｇ　水平计算其磁化率增量（　）．计算结果指出,标题化合物的键长发生了平均化,芳香性稳定化能和磁化率增量均为负值,表明它具有芳香性,实现了标题化合物芳香     

Theoretical Studies on Reaction Mechanisms of HNCS with NH (X3∑)

The reaction mechanisms of HNCS with NH(X3∑) were theoretically investigated. The minimum energy paths (MEP) of the reaction were calculated by using the density functional theory(DFT) at the B3LYP/6-311 G** level. The equilibrium structural parameters, the harmonic vibrational frequencies, the total energies, and the zeropoint energies(ZPE) of all the species were calculated. The single-point energies along the MEP were further refined at the QCISD(T)/6-311 G** level. It was found that the mechanisms of the HNCS NH(X3∑) reaction involve two channels producing the HNC HNS and the N2H2 CS products. Channel 1 plays a dominant role and the HNC HNS are the main products. The reaction is exothermic.     

SiH3与NO2反应机理的理论研究

The reaction between silyl radicals and nitric oxide was studied by using the B3LYP/6 311G and the high-level electron-correlation CCSD(T)/6-311G methods. The geometries for reactants, the transition states and the products were completely optimized. All the transition states are verified by the vibrational analysis and the intrinsic reaction coordinate (IRC) calculations. The results show that the reaction is via multi-channel and multi-step. Five products may be formed via the complex reaction channels, i.e. association, H-shift and dissociation.     

ClONO2与H的反应机理

在密度泛函理论B3LYP/6-31G^*基组下,研究ClONO₂+H→HONO₂+Cl和ClONO₂+H→OH+ClONO(cis)及ClONO₂+H→OH+ClONO(trans)的反应机理.计算得到各可能反应途径的过渡态,并经过内禀反应坐标(IRC)分析加以证实.三个反应的活化能垒(分别为19.5,20.0和23.2kJ·mol^-1)相差不大,可认为同时发生.但第一个反应放出的热量较多,可以看成是反应的主通道.