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.     

DFT法研究分子筛催化trans-2-丁烯的双键异构

利用一个3T簇模型模拟分子筛催化剂的酸性位, 采用密度泛函理论(DFT)的 B3LYP/6-31G(d, p)方法, 研究了分子筛催化1-丁烯双键异构为trans-2-丁烯的反应机理. 对反应各驻点进行了全优化, 经过零点能校正后, 得到了反应的活化能. 研究表明, 反应分三步进行：物理吸附→化学反应→物理脱附. 分子筛的酸性位OH基团首先吸附1-丁烯的双键形成了π配位复合物, 然后按协同反应机理发生双键异构反应, 生成吸附态的trans-2-丁烯, 最后脱附成产物. 计算得到的表观活化能为57.1 kJ•mol^-1, 与实验结果接近.     

CH_3O与CIO双自由基反应机理的量子化学研究

在QCISD(T)/6-311+G(d,p)//B3LYP/6-311+G(3df,3pd)水平上,对CH3O与ClO双自由基反应进行了理论研究.结果表明,该反应共有三个反应通道,产物分别为HOCI+CH2O,CH2O2+HCl和CH3Cl+O2(1△).不论从动力学角度,还是从热力学角度看,形成产物HOCl+CH2O的通道均是最有利的,因此为主要反应通道,这与实验观察到的结果是一致的.     

H_3PO→H_2POH异构化反应的LMO研究

1引言最近二、三十年来，定域化分子轨道（LM阿理论在化学的各领域内都得到了广泛的应用［‘－‘］．本文试图采用LMO方法的计算来研究化学反应．期望对反应过程中电子在各原子间的转移和重新排布，以及键的断裂和生成有一个具体的了解．对于HaPO、H。POH异构化反应（见图1）来说，可看成是H’原子绕P原子向0原子方向移动的结果，而角度zH‘PO的大小可看成是反应过程的一个标度或“反应坐标”．本文中氢原子的编号H‘护p‘仅是为计算和分析的方便而加以标识的．每给定一个ZH‘PO角度，我｛rl都采用GAUSSIAN80程序在3－21G基组…     

不饱和类碳烯H2C(=)CLiBr的DFT研究

采用量子化学计算方法，在B3LYP／6－311G^*水平上全优化得到了不饱和类碳烯H2C＝CLiBr的平衡结构，结果表明，不饱和类碳烯H2C＝CLiBr只有两种平衡结构，对这两种平衡结构之间相互转化的过渡态进行计算，求得了转化势垒，根据计算得到的微观性质，采用统计热力学方法，研究了两种平衡结构之间相互转化的热力学性质，进而讨论了两种平衡结构在不同温度下的稳定性问题，在计算得到振动频率及强度的基础上，模拟了稳定平衡结构的红外光谱图。     

BrO与CH3SH反应机理的量子化学及拓扑研究

利用密度泛函和电子密度拓扑分析方法对BrO与CH₃SH反应的微观机理进行了理论研究. 在B3LYP/6-311G (d, p)水平上对反应势能面上的各驻点进行几何构型的全优化; 振动分析和IRC计算证实了中间体和过渡态的真实性和相互连接关系; 计算得到了各反应通道的活化能, 并进行了零点能校正. 计算结果表明: 该反应存在7个反应通道, 其中生成CH₃S＋HOBr和CH₃SO＋HBr的通道为主要反应通道. 通过对反应过程中部分驻点的电子密度拓扑分析, 首次发现了接近平面的四元环状过渡态, 从而拓展了原来对环状结构过渡态定义的适用范围.     

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。