几个P-ylide反应机理的量子拓扑研究

采用MP2（FC）／6－311＋＋G（d,p) 对磷叶立德和类磷叶立德自由基反应机理进行了 探讨。优化了中间体、过渡态和产物的几何构型,并采用内禀 反应进行追踪。侧重从量子拓扑学的角度,对反应过程中各点进行电子密度拓扑分析,讨论了反应过程中化学键的断裂、生成和化学键的变化规律。上述两个反应都经功三员环过渡态,找到了这类反应的能量过渡态和结构过渡态。     

CF_2自由基与HNCO反应机理的量子化学研究

采用密度泛函理论B3LYP方法研究了CF_2自由基与HNCO的反应机理,并在B3LYP/6-311++G**水平上对反应物、中间体、过渡态进行了全几何参数优化.为了得到更精确的能量值,又用CCSD(T)/6-311++G**方法计算了在B3LYP/6-311++G**水平优化后的各个驻点的相对能量.根据统计热力学及用Winger校正的Eyring过渡态理论,利用自编程序,计算不同温度下低势垒反应的平衡常数和速率常数.计算结果表明单重态的CF_2自由基与HNCO的反应有四条反应通道,三重态的CF_2自由基与HNCO的反应有两条反应通道.其中单重态反应通道CF_2+HNCO→1IM1→1TS1→1IM2→1TS2→1IM3→CF_2NH+CO(P1)为主反应通道.三重态反应通道CF_2+HNCO→~36IM1→~36TS1→~36IM2→HCF_2+NCO(~3P5)为主反应通道.     

六种花青素类化合物抗氧化活性的DFT研究

本文采用密度泛函理论中的B3LYP方法在6-311G(d,p)水平上对花青素分子中天竺葵色素、矢车菊色素、飞燕草色素、芍药色素、牵牛色素、锦葵色素及相关自由基分子进行了优化计算。从六个分子的结构参数、酚羟基氢原子上的自然键轨道(NBO)电荷数、酚羟基解离能、HOMO和LUMO能级以及其能级差△E(LUMO-HOMO)等方面分析了六种花青素类化合物清除自由基的活性。计算数据表明,酚羟基解离能、最高占据轨道及轨道能级差最能说明抗氧化活性情况,C4’酚羟基清除自由基活性最强,C3位最易发生糖苷化。在相同方法下对天竺葵色素分子C4’位酚羟基与·OH自由基的反应的过渡态进行了计算,发现该反应的反应势垒只有14.6 kJ·mol-1,反应热ΔH=-87.7 kJ·mol-1,该反应为放热反应。     

重叠式乙烷构象是过渡态吗*

从化学和数学的角度指出乙烷的重叠式构象是过渡态而不是稳定构象,剖析分子旋转异构过程中的构象变化过渡态的本质。同时,采用Python语言编程实现了过渡态搜索算法并开展了乙烷旋转构象变化过渡态的自动搜索,成功得到旋转过渡态-重叠式乙烷结构,加深了对重叠式乙烷构象是乙烷旋转构象变化过程过渡态的理解和认识。     

轴不对称支撑的手性N-O酰胺化合物催化亚胺硅氢化反应的过渡态研究

利用Hartree-Fock(HF)算法和密度泛函理论(DFT)探讨了新型轴手性氮氧酰胺类配体催化亚胺C=N双键不对称硅氢化反应的过渡态.研究发现,H在Si原子上,反应经过渡态TS-2,能垒较低,由此得到产物(-)-N-(1-phenylethyl)aniline的e.e.值与实验结果相吻合.同时,本文还尝试采用合理的简化模型计算反应过渡态,其结果与使用全部分子用于过渡态能量计算的结论一致.     

XYG3型双杂化密度泛函方法新进展：从能量到能量的解析梯度

本文回顾了现代密度泛函理论的基础,着重评述了XYG3型双杂化（XYG3typeofdoublyhybrid,xDH）泛函的最新进展,解析能量梯度的实现．XYG3是首个依照绝热途径理论建立的双杂化泛函,在具体实现上具有独特的构架．该类型泛函利用常用泛函（如B3LYP或PBE0等）作母泛函来进行自洽计算,以期获得更好的密度和轨道,然后将所得到的轨道和密度信息带入到xDH泛函中以得到最终能量．由于自洽泛函和最终能量泛函不同,因而在计算解析能量梯度时需要求解耦合微扰Kohn—Sham方程．在此基础上,还评述了xDH泛函在能量,尤其是构型优化方面的具体表现．测试的构型集包括以共价键键合的分子和非键相互作用体系的平衡结构,以及反应过渡态结构．结果表明,xDH双杂化泛函总体上给出了比母泛函更好的能量和几何构型．     

Br2+Cl2=2BrCl反应机理的理论和实验研究

用(U)MP2方法, 取6-311G*基组, 研究了反应Br2+Cl2=2BrCl的机理, 求得四中心和三中心的过渡态, 通过比较反应通道的活化能的大小, 得到如下结论: 双分子基元反应的最小活化能小于Cl2和Br2的离解能, 在没有光引发的条件下, 标题反应将以分子与分子作用形式完成; 若有光引发, Br2或Cl2先解离成原子, 再经过Br原子与Cl2反应或Cl原子与Br2反应, 能较快完成标题反应. 分别测定了光照和避光两种条件下的反应体系在412 nm处吸光度的变化, 证实了理论研究的结果.     

2-甲基-1,3-顺丁二烯在Ni (I)催化下与苯甲醛反应机理的研究

采用密度泛函理论（DFT）研究了2-甲基-1,3-顺丁二烯在Ni(I)催化下与苯甲醛反应生成高烯丙基醇的反应机理。在B3LYP/6-31+G*水平上对反应过程中所有反应物、过渡态、中间体以及产物的几何构型进行了优化,通过能量和振动分析确认了过渡态的真实性;并且在相同基组水平上应用自然键轨道(NBO)和分子中的原子(AIM)理论分析了这些化合物的成键特征和轨道间的相互作用。研究发现了两条可能的反应通道IA与IB,其控制步骤活化能分别为64.20 kJ.mol-1、51.63 kJ.mol-1,由以上比较结果可以看出,反应通道IA与IB在整个反应过程可能同时发生,但IB通道具有较低的活化能,即IB通道为整个反应的最优反应通道,与实验结果一致。     

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Gaussian03——业界应用最广泛的量子化学软件，是作半经验计算和从头计算使用最广泛的量子化学软件。可以研究：分子能量和结构，过渡态的能量和结构化学键以及反应能量，分子轨道，偶极矩和多极矩，原子电荷和电势，振动频率，红外和拉曼光谱，NMR，极化率和超极化率，热力学性质，反应路径。计算可以模拟在气相和溶液中的体系，模拟基态和激发态，还可以对周期边界体系进行计算。公司每月一期G03软件培训。