OClO与OH反应机理的理论研究

用密度泛函B3LYP/-311+G~(* *)和级电子相关倒映 合簇CCSD(T)/6-311+G~(* *)方法研究了OClO与OH反应的微观机理，研究结果表明：该反应经过缔合、H转移 和离解等复杂过程，最终得到四种产物，分别为HOCl+O_2，HCl+O_3,ClO+HO_2和 HOClO_2,从能量上看，形成HOCl+O_2和HCl+O_3的通道更容易进行，而形成 ClO+HO_2的通首在动力学上是最不利的。     

化学反应的内禀反应坐标法VI. 甲胺脱氢反应的反应路径解析

本文用内禀反应坐标(IRC)法对甲胺的1,1-和1,2-脱氢反应途径进行了微观动力学解析.在RHF/4-31G水平上确定了反应的过渡态结构和势能变化曲线,得到了活化能、反应热、频率因子和活化熵等物理量.模式选择研究表明:1,1-和1,2-脱氢反应过程的反应坐标(IRC)分别与反应物中频率为1057和1348cm~(-1)的两个变形振动模式相联结.在每条反应途径上都存在正则坐标间的振动耦合.本文的计算为激光诱导和模式选择化学反应的研究提供了重要信息和理论指导.     

5-硝基-1-氢-四唑分子热分解反应机理的密度泛函理论研究

利用密度泛函理论研究了5-硝基-1-氢-四唑分子热分解的反应机理。首先用 B3LYP/6-31G（d）方法优化反应中反应物、过渡态、中间体以及产物的几何构型， 通过振动分析得到零点能校正值并确认反应的过渡态。此外，对各个构型作了 CCSD（T）/6-31G（d,p）水平下的单点计算。报道了三条可能的反应途径，即直接 开环途径和质子转移途径；其中N（1）-N（2）键断裂直接开环的机理与文献报道 一致；而涉及质子转移的反应途径则是一个新的发现；另一条关于N（4）-C（5） 键断裂直接开环的途径由于能垒较高，因此发生的几率较小。     

全氟烷基磺酸酯C-O键断裂的同面SN2反应

用密度泛函理论研究了CF3SO3CF2CF3 F^-的碳氧键断裂反应的机理。首先，用DFT方法优化了反应物、中间体、过渡态、产物的平衡构型，分析了碳氧键断裂反应的势能面变化，发现在SN2反应机理中，除了S-O断裂SN2反应外，引起C-O键断裂的同面进攻也是一个可能的反应途径。理论计算表明，最终反应的产物是受热力学控制的，S-O键的断裂绝对地优于C-O的断裂。因此，C-O断裂的同面机理虽然是可能的，但却难以被实验观察到，本文还讨论了端基-CF3在同面SN2反应中的邻位效应，以及基组对这个效应的影响。     

2-硝基丙烯热解反应的理论研究

利用MO-AM1方法研究了2-硝基丙烯热解的反应途径。结果表明, 2-硝基丙烯可能首先热解产生一个四元环状中间体。该中间体依照分步过程继续分解时, 存在两种可能的途径, 其中先断N—O键的反应过程比先断C—C键的过程从能量上更为有利。反应过程中电荷无明显转移, 具有双自由基反应特点。     

IClO2异构化反应机理及电子密度拓扑研究

利用密度泛函理论方法研究了IClO2异构化反应机理. 优化得到了七种异构体, 其中OIClO和IClOO还未见报道, 对各异构体的热力学稳定性进行了比较. 找到了异构化过程的过渡态, 并通过内禀反应坐标(IRC)计算确认了各个异构体之间的相互转化关系. 从量子拓扑学的角度, 对典型异构化反应通道IRC途径上的各点进行了电子密度拓扑分析, 讨论了反应过程中化学键的断裂、生成以及化学键的变化规律, 找到了反应途径上的能量过渡态(ETS)和结构过渡态(STS).     

8-羟基喹啉单体及二聚体质子转移反应的理论研究

Density functional theory （DFT） of quantum chemistry method was employed to investigate proton transfer reactions of 8-hydroxyquinoline （8-HQ） monomers and dimers. By studying the potential energy curves of the isomerization, the most possible reaction pathway was found. The total energy of 8-hydroxyquinoline was lower than that of quinolin-8（1H）-one, whereas the order was reversed in dimers. The findings explained the contrary experimental phenomena. The minimum reaction barrier of intramolecular proton transfer was 47.3 kJ/mol while that in dimer was only 25.7 kJ/mol. Hence it is obvious that proton transfer reactions of 8-HQ monomer have a considerable rate but it is easier to proceed for 8-HQ dimer than monomers. It implied that the hydrogen bond played an important role in depressing the activation energy of reaction. The mechanism of the tautomerization was discussed on the basis of theoretical results.     

N-烯基硝酮分子内环加成反应区域选择性的理论研究I. N-3-丁烯基硝酮分子内环加成反应的区域专一性

n-烯基硝酮的分子内环加成反应可能得到氧桥和碳桥的两种产物, 但N-3-丁烯基硝酮却只有单一的氧桥产物, 已被用来合成一系列新的区域专一性人化合物。弄清此反应机理是很有意义的。本文用过渡状理论和AM1方法进行研究, 结果表明,虽然存在得到两种产物的平行反应, 但由于这两个反应的速率常数之比很大, 基本上只得到单一的氧桥产物。生成氧桥产物的反应活化焓比较小, 活化熵比较大。活化熵对反应速率常数比值的贡献是不可忽略的。     

反式和顺式HOOOH的电子光谱的理论研究

用密度泛函方法(DFT)和全活化空间自洽场方法(CASSCF)以及耦合簇理论(CCSD)优化了反式和顺式HOOOH的平衡几何构型, 用DFT计算了HOOOH顺反异构化反应的势能曲线和谐振动频率. 用含时密度泛函理论(TD-DFT)和二阶全活化空间微扰理论(CASPT2)计算了反式和顺式HOOOH垂直激发能. 计算结果表明: (1)反式异构体比顺式异构体稳定; (2)两种稳定构型的异构化反应有两种路径; (3)对于垂直跃迁能最低的单态和叁态, 反式的垂直跃迁能比顺式的低; (4)在单激发态中, CASPT2方法预测的顺式HOOOH寿命最长的激发态为21A′′, 其跃迁能是167.43 nm, 寿命为 1.44×10−5 s; 反式HOOOH寿命最长的激发态为21A, 其跃迁能是165.52 nm, 寿命为 2.07×10−5 s.     

氟代乙烷消除反应的量子拓扑研究

有关卤代乙烷消除卤化氢的反应已有一些实验和理论方面的研究^[1～8].本文通过跟踪氟代乙烷消除反应的IRC途径,研究其在IRC途径上体系的拓扑性质,进一步阐明了该反应为一协同的非同步过程.