锗硅烯与H_2O加成反应的计算研究

采用密度泛函理论方法研究了两种锗硅烯(H2Ge=Si H2及Ph2Ge=Si Ph2)与H2O的加成反应的微观机理和势能剖面,分析了加成反应中区域选择性的起源.计算结果表明,H2O的单聚体、二聚体及三聚体均可作为亲核试剂与锗硅烯发生加成反应.形成Si—O键和Ge—O键的反应均为复杂反应,且Si(Ge)—O键比Ge(Si)—H键优先形成.加成反应的区域选择性由动力学因素决定.H2O作为亲核试剂的反应活性低于CH3OH.     

硅烯对含氢氯硅烷选择性Si—X键插入反应的理论研究

采用密度泛函B3LYP/6-31++G(d,p)算法,比较了通过位阻效应稳定的二烷基取代硅烯和通过电子效应稳定的二氨基取代硅烯对含氢氯硅烷Si—X(X=H或Cl)键插入反应的反应选择性差异.研究结果表明:(1)二氨基取代硅烯的Si—X键插入反应的反应活性低且放热不明显,产物在热力学上远不及二烷基取代硅烯的产物稳定;(2)二氨基取代硅烯对二甲基氢氯硅烷(Me2SiHCl)表现出了与二烷基取代硅烯不同的反应选择性,Si—Cl插入反应优先于Si—H插入反应.其根本原因在于Si—H插入反应过渡态能量的稳定性对硅烯的亲电性作用的依赖性显著大于Si—Cl插入反应.     

硅杂苯与甲醛和二苯甲酮的Diels-Alder反应的理论研究

采用密度泛函理论(DFT)方法在B3LYP/6-311G(d,P)水平上研究了硅杂苯与甲醛和二苯甲酮的Diels-Alder反应的微观机理、势能剖面和取代基效应.计算结果表明,所研究反应均为协同的基元反应,形成1个Si-O键的反应中2个新键的形成具有较大的非同步性,而其他反应的非同步性相对较小.羰基碳原子上的苯基取代基不利于反应的进行,而硅杂苯分子中硅原子上的C(CH3)3与CCl3取代基有利于反应的进行.硅原子参与的反应在热力学和动力学上均远比不涉及硅原子的反应容易进行,而形成1个Si-O键的反应比形成1个Si-C键的反应容易进行,此结果与实验一致.     

污泥焚烧中甲烷与铅、锡、镉的反应机理及反应动力学研究

采用量子化学方法,研究污泥焚烧过程中甲烷(CH4)分别与重金属铅(Pb)、锡(Sn)和镉(Cd)的反应机理及反应动力学.结果表明:CH4与Pb、Sn的反应遵循插入机理,生成稳定的反应产物CH3 SnH、CH3 PbH聚集于焚烧灰分或烟气中;CH4与Cd的反应能垒较高,产物CH3 CdH在污泥焚烧过程中较难生成;对反应速...     

4-巯基苯甲酸二、三烃基锡衍生物的合成及其表征

利用4-巯基苯甲酸(4-H2SBA),乙醇钠与三烃基锡在1:1:1的摩尔比下反应,合成了四个4-巯基苯甲酸的三烃基锡(VI)衍生物:R3Sn[S(C6H4CO2H)](R=CH3-1;n-Bu-2;Ph-3;PhCH2-4),与二烃基锡在1:2:2的摩尔比下合成了两个4-巯基苯甲酸的二烃基锡(VI)衍生物R2Sn[p-S(C6H4CO2H)]2(R=n-Bu-5;Ph-6)。并通过元素分析,红外光谱,核磁共振氢谱对其结构进行了表征。研究表明配合物1-6都是通过4-巯基苯甲酸上S原子而不是羧基上的O原子与锡配位。这一配位特征也被配合物3和5的X-射线单晶衍射结构所证明。此外,晶体结构分析还表明,配合物3是一个通过分子间O-H...O氢键作用形成的二聚体。     

炔基膦酸三丁基锡烷基氢酯的合成与表征

三丁基氯化锡和炔基膦酸氢钠反应 ,合成 7种新的炔基膦酸三丁基锡烷基氢酯( n-C4H9) 3Sn OP( O) ( OH) C≡ CR ( R=Ph,n-C3H7,n-C4H9,n-C5 H1 1 ,n-C6 H1 3 ,CH2 OCH3,CH2 OC2 H5 ) .利用元素分析 ,IR,1 H NMR,MS等手段对其结构进行表征 ,结果表明 ,这些化合物具有五配位锡原子的聚合结构     

缺位Keggin阴离子SiW9O10-34的酯基锡杂多配合物的合成及性质

利用酯基锡与缺位Keggin结构阴离子SiW9O10-34反应,合成了6种新的杂多阴离子有机金属配合物M4H3[(R'OOCCHR"CH2Sn)3(SiW9O37)]·xH2O(M=K+,(CH3)4N+;R'=CH3,CH3CH2;R"=H,CH3;x=6～12).通过元素分析、IR光谱、1H NMR、紫外电子光谱、循环伏安和TGA-DSC热分析等测试手段对标题配合物进行了表征和性质研究,确定该系列化合物为α-Keggin型三取代酯基锡杂多配合物.     

9-硅蒽和9-锗蒽与烯烃杂Diels-Alder反应的理论研究

采用密度泛函理论方法在B3LYP/6-311G**水平研究了9-硅蒽和9-锗蒽与烯烃的杂Diels-Alder反应的微观机理、势能剖面,考察取代基对反应势能剖面的影响.计算结果表明,所研究反应均以协同非同步的方式进行,且Si(Ge)—C键总是先于C—C键形成.乙烯分子中C原子上的苯基取代基在热力学上对反应不利,但在动力学上的影响取决于产物中苯基与Si(Ge)原子之间的相对位置.9-硅(锗)蒽分子中Si(Ge)原子上的2,4,6-三甲基苯基取代基在热力学和动力学上均对反应不利.     

单硫代次膦酸异构体及质子转移异构化反应的理论研究

采用量子化学密度泛函B3LYP方法, 在6-311 G**基组水平上全优化得到了硫代次磷酸的硫酮式和硫醇式两种构型异构体以及相应的对映异构体, 同时对分子内质子转移异构化反应微观机理进行了理论分析. 研究结果表明,硫酮式H2P(S)OH比硫醇式H2P(O)SH的能量低26.2 kJ/mol;质子转移异构化过程中形成一个四员环过渡态结构, 与迁移原子H6无直接键连关系的其他构型参数在异构化过程几乎保持不变.     

缺位Keggin阴离子SiW_9O_(34)~(10-)的酯基锡杂多配合物的合成及性质

利用酯基锡与缺位Keggin结构阴离子SiW9O10-34反应,合成了6种新的杂多阴离子有机金属配合物M4H3[(R′OOCCHR″CH2Sn)3(SiW9O37)]·xH2O(M=K+,(CH3)4N+;R′=CH3,CH3CH2;R″=H,CH3;x=6～12).通过元素分析、IR光谱、1HNMR、紫外电子光谱、循环伏安和TGA-DSC热分析等测试手段对标题配合物进行了表征和性质研究,确定该系列化合物为α-Keggin型三取代酯基锡杂多配合物.     

CH_xO(x=1,2)与NH_y(y=0,1,2)自由基反应机理的理论计算

采用MP2方法,在6-311G**和6-311++G**基组水平上优化CH2O、CHO分别与N、NH、NH2发生吸氢反应时的过渡态结构,通过振动分析,对过渡态结构进行确认;在此基础上,应用IRC理论分析了最小能量途径(MEP)上相互作用分子间化学键的变化;采用QCISD方法在6-311++G**基组水平下对各反应驻点进行单点能量校正,计算了反应活化位垒.研究表明所有反应均以协同方式进行,从反应物CH2O与N、NH、NH2到最终产物CO、NH3,反应均放热,产物渐趋稳定;6个反应中,链式反应(1)、(5)是最容易的反应途径.通过反应途径的量子拓扑分析,发现CH2O与N、NH、NH2反应化学键的断开与形成基本上都处于过渡态(S=0)附近,CHO与N、NH、NH2反应时,键的形成和断开在过渡态之后.     

哒螨酮在甲醇中的光解

以氙灯为光源，农药哒螨酮在甲醇溶剂中的光解动力学符合一级动力学规律，通空气对哒螨酮的光解速率影响不大，而通氮气时可明显促进其光解，产物分析表明，哒螨酮在甲醇中光解断裂碳硫键，生成对叔丁基苯乙烷－2特丁基－4－巯基－4－氯哒嗪－3－醇，前可进一步氧化成对叔丁基苯甲酸和对叔丁基苯甲酸甲酯。     

丁酸甲酯高温分解的过渡态理论研究(英文)

选取了丁酸甲酯高温分解的十三个反应路径中较为重要的两个反应:CH3OCO=CH3+CO2(R1)和CH3OCO=CH3O+CO(R2).使用密度泛函理论方法在B3LYP/TZVP基组水平上寻找了反应的过渡态,并且得到了两个反应的势能曲线.R1的势垒高度远远低于R2,同时R1的产物CH3和CO2拥有较低的能量,处于相对稳定的状态.因此,反应CH3OCO=CH3+CO2更容易发生.结论为丁酸甲酯的动力学模型研究提供了一定的理论依据.     

Elementary reaction allyl radical with oxygen

The elementary reaction between allyl radical with oxygen molecule was experimentally investigated. The allyl radical was produced via laser photolysis of C3H5Br in gaseous phase. Nascent vibrational excited products HCO, CO2, CH3CHO and HCOOH were recorded by the timeresolved Fourier transform infrared spectroscopy. The product channels of C2H5 CO2, CH3CHO HCO, and HCOOH C2H3 have been identified. The vibrational populations of product CO2 are obtained by spectral simulation. A mechanism forming a series of three-membered ring-struc-ture intermediates is suggested.     

氟代次甲基与氧气的反应机理研究

在B3LYP/6-311G(d,p)水平上研究了CF自由基与O2反应的微观机理.对反应势能面上的各反应物、过渡态、中间体和产物的几何结构进行了全参数优化,且在QCISD/6-311G(d,p)水平上计算了它们的能量.研究发现CF+O2反应在高温过程中重要,有3个产物通道,即F+CO2、FCO+O和FO+CO,其中最有竞争力的通道为F+CO2,其次为FCO+O通道,FO+CO通道可能难发生.与CH+O2反应比较发现两者有相似的地方,如第一步都是CX(X=H或F)自由基进攻O2分子中的一个氧原子形成链状过氧化物XCOO.两反应机理也存在很多不同之处,如HCO+O和FCO+O通道的形成过程有很大的不同;两反应速率也相差较大.CH+O2反应快,CF+O2反应慢.     

H3Si+(+1,1)小分子配合物理论浅析

通过对H3Si+及H3Si+配合CO、N2形成"超分子"化合物的稳定构型进行全优化,得出H3Si+是平面型结构,H3Si+AB是锥形结构,其中,Si-C、Si-N键接近于单键.计算得出H3Si+及其与CO、N2所得产物均具有较负的稳定化能,证实了H3Si+与CO、N2形成稳定化合物的可能性.分析Si-C、Si-N键的形成机理及键价轨道问题,探讨了其成键规律性.     

五个生成环氧乙烷的反应的热力学预测(英文)

运用密度泛函方法B3LYP/6-311+G(2df,2p)//B3LYP/6-31G(d)对文献[1]提出的Titan大气中可能生成环氧乙烷的五个反应在不同的温度和压强条件下进行了热力学计算和分析,发现:a)所有反应的反应焓变和吉布斯自由能变都小于零,反应都是放热反应,具有较大的自发反应趋势;在低温下反应的平衡常数很大,数据显示反应在低温下正向进行的自发反应趋势更大。b)对比生成环氧乙烷的同素异构体:乙醛和乙烯醇的计算结果,可以预测到在Titan大气的低温环境中自然合成环氧乙烷是很有可能的.     

F,Cl原子与臭氧和甲烷反应机理和反应动力学的理论研究

用量子化学从关计算UMP2（full)方法研究F和Cl原子与甲烷分子和臭氧之间的反应机理，优化了反应物、产物、中间体和过渡态的几何构型，在Gaussian-3(G3)和G3MP2水平计算了它们的能量，研究结果表明：F原子与Cl原子一样与臭氧之间有很强的反应活性，而F原子与甲烷分子反应过程中有氢键生成，键能为3.71KJ/MOL，F原子与甲烷分子之间反应活性比与臭氧分子之间反应活性强。F原子易与甲烷分子生成含有氢键的化合物，且很快分解生成化学性质非常稳定的HF，能同F O3反应竞争，而CL原子甲烷分子反应过程中则无氢键生成现象，且在CL原子与臭氧和甲烷之间竞争反应时，CL原子与臭氧之间反应优先，同时我们还对F和CL原子与甲烷分子臭氧之间反应动力学速率常数进行了计算，我们的理论计算结果能合理地解释大气中CL原子是损耗臭氧的主要化学物质，而活性更强的F原子为什么对臭氧损耗较小的原因。     

正丙醇溶液直流辉光放电等离子体电解产物分析

 以正丙醇溶液为原料进行辉光放电等离子体电解的实验研究。利用GC-MS联用仪,GC及光发射光谱等检测手段对辉光放电电解的气液相产物进行分析。实验结果表明：电解的主要产物有氢气、一氧化碳、甲烷、乙烷、丙烷、丁烷、水、二氧化碳、甲醛、苯及甲苯等。各种气体产物和产量受放电电压、放电电流等因素影响明显。在等离子体层中正丙醇分解过程和其他类型的等离子体分解过程类似。蒸汽鞘层中的加速电子是引发辉光放电过程非法拉第定律现象的决定因素。阴极辉光放电过程中等离子体-溶液界面上的主要活性物种是中性粒子和电子。正丙醇阴极辉光放电过程中等离子体-溶液界面上产生的主要活性物种有C3H3,CO+,CH,CH2O,H,H2O+,CH2和H2O。利用键能理论对正丙醇溶液放电后主要产物的生成路径进行了分析。