H CH_2CO反应机理的G2计算

分别在UQCISD/6-311G(d,p)和G2理论计算水平上,对CH2CO和H反应可能存在的四条反应通道进行了研究,详细分析了每个通道的反应机理;通过振动分析的虚频数和内禀反应坐标(IRC)计算,确认了反应涉及的每一个过渡态.通过反应位能剖面的比较,发现经过一个中间体生成CH3 CO的一条途径是主反应通道,该通道是个放热反应,总焓变为-146.07kJ·mol-1,速控步骤的位垒为55.09kJ·mol-1.理论计算结果较好地解释了实验观察到的主要产物和副产物并存的现象.     

YS(1Σ,3Φ)与COS气相反应YSCOS→YS2CO的理论研究

采用密度泛函理论B3LYP方法研究了硫化钇离子YS+(1Σ+,3Φ)与硫转移试剂COS在气相中的反应:YS++COS→YS+2+CO.在单重基态和三重激发态势能面上都找到了四条反应通道.但是除一条反应通道之外,其它的反应机理和几何结构变化趋势在不同的势能面上有很大不同.实验中生成YS+2所表现出的吸热特征来自于在基态反应中的三条通道(A, B和C),其活化势垒分别为28.3、140.5和120.2 kJ·mol-1.计算结果表明硫转移反应没有双态反应活性,因此产物YS+2在低能量区的放热特征是由于基态反应物中还混有残留的激发态YS+     

自由基HO2与C2H2反应势能面的理论研究

应用量子化学从头计算和密度泛函理论(DFT)对HO2+C2H2反应体系的反应机理进行了研究.在B3LYP/6-311G**和CCSD(T)/6-311G**水平上计算了HO2+ C2H2反应的二重态反应势能面.计算结果表明,主要反应方式为自由基HO2的H原子和C2H2分子中的C原子结合,经过一系列异构化,最后分解得到主要产物P1 (CH2O+ HCO).此反应是放热反应,化学反应热为-321.99 kJ·mol-1.次要产物为P2 (CO2 +CH3),也是放热反应.     

二氟亚烷基卡宾与甲醛环加成反应机理的理论研究

用二阶微扰理论研究单重态二氟亚烷基卡宾与甲醛发生的环加成反应机理,采用MP2/6-31G^*方法计算了势能面上各驻点的构型参数、振动频率和能量.结果表明,单重态二氟亚烷基卡宾与甲醛的环加成反应主要有两种反应通道,通道1中,两个反应物经a,b和c三条反应途径生成三元环构型的产物P1,其中途径c是主反应途径,该途径有两步组成:(Ⅰ)二氟亚烷基卡宾与甲醛生成了1个富能中间体(INT1c),是无势垒放热反应,放出能量为219.18kJ/mol;(Ⅱ)中间体(INT1c)异构化为产物二氟亚烷基环氧乙烷,其势垒为134.71kJ/mol.通道2的反应途径由三步组成:(Ⅰ)反应物首先生成了1个富能中间体(INT1b),为无势垒的放热反应,放出的能量142.77kJ/mol;(Ⅱ)中间体(INT1b)异构化成另一中间体(INT2),其势垒为22.31kJ/mol;(Ⅲ)中间体(INT2)异构化成四元环构型产物P2,其势垒为11.98kJ/mol.     

单分子水对H_2O_2+Cl气相反应影响的理论研究

在aug-cc-pVTZ基组下采用CCSD(T)和B3LYP方法,研究了H2O2+Cl反应,并考虑在大气中单个水分子对该反应的影响.结果表明,H2O2+Cl反应只存在一条生成产物为HO2+HCl的通道,其表观活化能为10.21kJ·mol-1.加入一分子水后,H2O2+Cl反应的产物并没有发生改变,但是所得势能面却比裸反应复杂得多,经历了RW1、RW2和RW3三条通道.水分子在通道RW1和RW2中对产物生成能垒的降低起显著的负催化作用,而在通道RW3中则起明显的正催化作用.利用经典过渡态理论(TST)并结合Wigner矫正模型计算了216.7-298.2 K温度范围内标题反应的速率常数.结果显示,298.2 K时通道R1的速率常数为1.60×10-13cm3·molecule-1·s-1,与所测实验值非常接近.此外,尽管通道RW3的速率常数kRW3比对应裸反应的速率常数kR1大了46.6-131倍,但该通道的有效速率常数k'RW3却比kR1小了10-14个数量级,表明在实际大气环境中水分子对H2O2+Cl反应几乎没有影响.     

乙烯酮自由基(HCCO·)与二氧化氮(NO2)反应势能面的理论研究

在CCSD(T)/6-311G(d,p)//MP2/6-311G(d,p)+ZPE水平上对反应HCCO+NO2进行了计算, 建立了反应势能面. 此反应由反应物通过三步反应到达产物. 首先, NO2的O原子进攻HCCO自由基中与H相邻的C原子, 形成异构体1[ONOC(H)CO]或2[H(CONOC)O]. 然后, 异构体1和2通过N-O键的断裂形成产物NO和OC(H)CO. 最后, 产物中的OC(H)CO可以通过C-C键的断裂进一步分解为HCO和CO. 由HCCO+NO2反应得到产物NO+HCO+CO.     

HCNO自由基与羟基在气相中反应机理的理论研究

在CCSD(T)/B3LYP/6-311G(d,p)//B3LYP/6-311G(d,p)+ZPE水平上对反应HCNO+OH进行了计算,建立了反应势能面,对反应中涉及到的6个中间体和12个过渡态都做了详尽的分析.详细阐明了理论上可能得到的7种产物:P1为H2O+CNO,P2为HCO+HNO,P3为HO2+HCN,P4为HONH+CO,P5为H2CO+NO,P6为H2NO+CO和P7为H2O+OCN,以及形成这些产物的各种反应通道.其中最主要通道为由反应物形成反式初始复合物,再连续经过2次1,3-氢迁移最终形成产物HONH+CO,该通道是一条热力学可行的反应通道.并且从反应物、中间体和产物的相对能量来看,此反应是典型的消除型反应.另外,直接的氢提取反应也是比较重要的反应通道.     

H+CH3NO2H2+CH2NO2反应途径和变分速率常数计算研究

采用MP2(FULL)/6-311G**从头算方法, 优化了H+CH3NO2H2+ CH2NO2反应的过渡态结构, 得出该反应的正逆反应的活化位垒分别是82.73和57.14 kJ*mol-1. 沿IRC分析指出该反应是一个H-H键生成和C-H键断裂的协同反应, 而且在反应途径上存在一个引导反应进行的振动模式, 这一反应模式引导反应进行的区间在-0.7～0.2( amu)1/2*a0之间; 在1 000～1 400 K温度范围内, 运用变分过渡态理论(CVT), 计算了该反应的速率常数, 计算结果与实验相一致.     

CN自由基与乙烯酮反应机理的理论研究

采用B3LYP和QCISD(T)方法计算得到了CN自由基与乙烯酮(CH2CO)双分子单碰撞反应势能面.结果表明,CN自由基与CH2CO的单碰撞反应存在三个最可能的反应通道.一是CN中C原子进攻CH2CO中亚甲基碳原子生成中间体NCCH2CO,然后中间体NCCH2CO中和—CO基团相接的C—C键断裂得到产物CH2CN CO;二是CN与CH2CO分子直接加成生成中间体CH2C(O)CN,然后这个中间体通过—CN基团的转移异构化到中间体NCCH2CO,进而通过第一条通道得到产物CH2CN CO;三是CN自由基直接从CH2CO中夺氢的氢迁移反应,由于存在一个15.44 kJ/mol的反应势垒及产物的能量较高,这个通道在整体反应动力学里是可以忽略的.目前的理论计算结果与实验结果符合,并有效地解释了此反应的具体机理过程.     

HPO_2异构体结构和相对稳定性

在MP2/6-311++G（d,p）和QCISD（t）/6-311++G（3df,2p）（单点）水平下计算得到了包括8个异构体和12个过渡态的HPO2体系势能面.在势能面上,异构体cis-HOPO（EI）的能量是最低的,其次是trans-HOPO（E2）和HPO（O）（C2v,E3）,能量分别比cis-HOPO高10.99和48.36 kJ/mol.根据体系的势能面,只有异构体E1和E3具有较高的动力学稳定性,在实验中应该可以观测到.PH和O2直接反应生成的cis-HPOO（E5）和trans-HPOO（E6）经过几步势垒较低的异构化过程就可以异构化为具有较高动力学稳定性的产物E1;而OH和PO反应可直接生成E1.计算结果较好地解释了相关实验.     

A facile synthesis of 4-aryl-2H-1-benzopyran-2-ones

Reaction of 2-hydroxybenzophenones (1,3,7,8) with ethoxycarbonyl-methylenetriphenylphosphorane affords 4-aryl-2H-1-benzopyran-2-ones (2,4–6) in excellent yields.

---

Eine einfache Synthese für 4-Aryl-2H-1-benzopyran-2-one

Zusammenfassung Die Reaktion der 2-Hydroxybenzophenone1,3,7 und8 mit Ethoxycarbonyl-methylentriphenylphosphoran ergab die 4-Aryl-2H-1-benzopyran-2-one2 und4–6 in ausgezeichneten Ausbeuten.

     

New synthesis of 2-nitroaryldifurylmethanes

A new approach has been developed for the synthesis of 2-nitroaryldifurylmethanes based on the condensation of derivatives of 2-nitrobenzaldehyde and 2-alkylfurans in methylene chloride in the presence of polyphosphoric acid (PPA) silyl ester. The use of such reaction conditions reduces resin formation, which enables the final products to be isolated in higher yields. __________ Translated from Khimiya Geterotsiklicheskikh Soedinenii, No. 12, pp. 1796–1799, December, 2005.     

HYDROGENATION OF CO_2 OVER ULTRAFINECuO-ZnO-SiO_2 CATALYST-REACTION CONDITIONS AND MECHANISM

IntroductionAsoncofthemostabundantandcheapestcarbonsourccs,Co2u,ithsteadilyincreasingconcentrationintheatmospherenotonlyleadstothelossofcarbonsource,butalsocausesgrccnhouseeffects.Recently,Co2wastestedasafecdstockformcthanolproductionovcrdiffcrentcatalystsclse.'hcrell'21,butmostofthesecatalystswerebasedonthecombinationofcoppcrandzincandpreparedbycoprecipitation,ioncxchangcor'l3'4]Accordingtoextensivestudiesaboutsupports,SiO2wasoncoftheimpregnationl3'4]Accordingtoextensivestudiesaboutsupport…     

H_2O_2氧化N_2生成N_2O和H_2O机理的研究

采用量子化学计算方法研究了Ｈ２Ｏ２ 氧化Ｎ２ 生成Ｎ２Ｏ 和Ｈ２Ｏ 的机理．结果发现, Ｈ２Ｏ２ 氧化Ｎ２ 先通过１ 个四元环过渡态形成中间体Ｈ２Ｎ２Ｏ２ 分子,Ｈ２Ｎ２Ｏ２ 再通过一个五元环过渡态形成Ｎ２Ｏ和Ｈ２Ｏ．根据计算得到的每步反应的活化能,得知Ｈ２Ｏ２ 氧化Ｎ２ 生成中间体Ｈ２Ｎ２Ｏ２ 分子是整个反应的控制步骤．     

Cu2+/TiO2对甲基橙的光催化降解机理

以自制的掺铜离子的混晶型二氧化钛为光催化剂,考察了甲基橙光催化降解过程中pH值和光源的影响,提出了两种不同的光催化降解机理:在高压汞灯照射下,TiO2的价带电子被激发到导带,光生电子和空穴主要通过Cu2+ 的短路循环而复合,光催化剂的活性降低;在太阳光照射下,甲基橙发生自身光敏化氧化反应,受激电子从单线态或三线态的甲基橙分子跃迁到TiO2的导带,Cu2+起到电荷传递中继站的作用,加速了注入电子向H2O2的转移,从而促进了甲基橙的光催化降解。     

超细粉TiO2光催化氧化SO2的研究

Ti O2 作为性能优良的光催化氧化剂在有机污染物的光降解方面已得到了广泛重视 [1～ 3] .已经发现 ,Ti O2 超细粉末的晶型、表面积、表面修饰及基团密度等均影响其光催化活性 .本文通过 Ti O2 对SO2 的光催化氧化性能研究了 Ti O2 的光催化活性受表面态的影响 ,并给出了 SO2 的光催化氧化反应的机制及动力学关系 .1　实验部分1 .1　仪器与试剂　表面光电压谱仪 ( SPS,吉林大学研制 ) ;MK 型电子能谱仪 ;370 0型气相色谱仪 ;石英光化学反应瓶 (自制 ,30 0 m L) ;40 0 W高压汞灯 .采用 Sol- gel法制备 Ti O2 超细粉 [4 ] ,经 32 0 ,4…     

CO2和N2电还原中缺陷及界面工程的最新进展

实现碳氮循环是人类社会发展的迫切要求,也是催化领域的热门研究课题。在可再生能源的推动下,电催化技术引起了人们的广泛关注,且可以通过改变反应电压获得不同的目标产品。基于此,电催化技术被认为是缓解当前能源危机和环境问题的有效策略,对实现碳中和具有重要意义。其中,电催化CO₂还原反应(CO₂RR)和N₂还原反应(N₂RR)是一种有前途的小分子转化策略。然而,CO₂和N₂均为线性分子,其中C＝O和N≡N键的高解离能导致了它们高的化学惰性。此外,最高占据分子轨道(HOMO)和最低未占分子轨道(LUMO)之间的巨大能量间隙使它们具有高的化学稳定性;且CO₂和N₂的低质子亲和力使它们难以被直接质子化。另一方面,由于CO₂RR和N₂RR与析氢反应(HER)具有相近的氧化还原电位,造成其与HER之间存在竞争性关系,这也是致使催化剂在CO₂RR和N₂RR转化效率低的重要影响因素。因此,CO₂RR和N₂RR仍然面临着过电位高及法拉第效率低等问题。为了克服这些瓶颈,人们为提升CO₂RR和N₂RR电催化剂性能做出了很多努力。众所周知,电催化过程发生在催化剂表面,主要涉及质量传递和电子转移等过程。由此可见,催化剂的性能与其质量和电子传输能力密切相关,而调控催化剂表面结构可以优化活性点的质量和电子转移行为。电催化剂的缺陷和界面工程可通过表面原子工程来实现电子结构调控,对于提高气体吸附能力、抑制HER、富集气体及稳定中间产物等具有重要意义。到目前为止,所报道的各种缺陷和复合电催化剂在提高CO₂RR和N₂RR催化性能等方面均表现出巨大的潜力。在此,我们综述了CO₂RR和N₂RR中催化剂缺陷工程及界面工程的最新进展;首先讨论了四种不同的缺陷(空位、高指数晶面、晶格应变和晶格无序)对CO₂RR和N₂RR性能的影响;然后,总结了界面工程在聚合物-无机复合材料催化剂中的重要作用,并给出了典型实例;最后,展望了原子级电催化剂工程的发展前景,提出了开发和设计高效CO₂RR和N₂RR电催化剂的未来发展方向。     

Synthesis and unusual [2+2]-cycloaddition reactions of ethyl 4-chloro-2-oxobut-3-ynoate with unactivated alkenes

The highly activated acetylenes, ethyl 4-chloro-2-oxobut-3-ynoate and ethyl 4-bromo-2-oxobut-3-ynoate, were prepared from readily available bis(trimethylstannyl)acetylene in two steps with high overall yield. An unusual ability of the former to furnish [2+2]-cycloadducts with 1,1-disubstituted alkenes in the absence of irradiation and catalysts was discovered. The cycloaddition of ethyl 4-chloro-2-oxobut-3-ynoate to the 1,2-disubstituted alkenes was shown to be effectively catalyzed with stannic chloride.     

Catalytic enantioselective [2+2]-cycloaddition reaction of 2-methoxycarbonyl-2-cyclopenten-1-one by chiral copper catalyst

A new catalytic system for enantioselective [2+2]-cycloaddition reaction of 2-methoxycarbonyl-2-cyclopenten-1-one with thioacetylene derivatives is described. The use of a catalytic amount (20-30 mol%) of copper(II) salt with chiral bis-pyridine ligand was found to be effective in promoting the [2+2]-cycloaddition reaction, furnishing the corresponding bicyclic compound in good yield and good enantioselectivity.     

Novel synthesis of 1,4-thiazin-2-one O-(tert-butyl) oximes and benzo[b][1,4]thiazin-2-one O-(tert-butyl) oximes in the presence of K2CO3/SiO2

A simple and efficient method was developed for the synthesis of 1,4-thiazin-2-one O-(tert-butyl) oximes and benzo[b][1,4]thiazin-2-one O-(tert-butyl) oximes from N-tert-butoxy acyl imidoyl bromides and 2-aminothiols in the presence of K₂CO₃/SiO₂. Twenty five novel compounds were readily synthesized in excellent yields using this procedure. The products possessed Z-stereochemistry with regard to the CN double bond. The reaction proceeded with initial substitution of bromine in the N-tert-butoxy acyl imidoyl bromides by mercapto groups in the presence of K₂CO₃/SiO₂, and subsequent intramolecular Schiff base formation.