烷基苯酰胺缩合反应机理的量子化学研究

用量子化学方法研究了丙酸与苯胺缩合瓜在机理，并用ＭＮＤＯ方法地优化计算，得到了丙酸苯胺盐及其质子化的丙酸苯胺盐的平衡几何构型，净电荷和酸催化下的亲核加成及消除反应的势能曲线，由过渡态能量与基态能量之差求得这两个反应的活化能分别为３２．４８ｋＪ／ｍｏｌ和５８１．３２ｋＪ／ｍｏｌ，计算结果表明，消除反应是速度控制步骤，由计算结果发现，质子化后丙酸羰基碳原子上的净电荷增大，前线分子轨道的能级差比未质子化     

硝酸酯分子结构和水解机理研究（Ⅰ）

该文是硝酸酯的分子几何、电子结构以及水解机理之系列研究的第Ⅰ报。用ＭＩＮＤＯ／３、ＭＮＤＯ、ＡＭ１和ＰＭ３４种分子轨道方法，全优化得到硝酸甲酯的平衡几何、净电荷和键级，结果彼此相符，以ＡＭ１法稍好。用ＡＭ１法求得硝酸甲酯的碱性水解位能曲线；研究了反应体系的几何构型和电荷分布随反应坐标的变化；求得活化能为５１．３３ｋＪ／ｍｏｌ，比以前的计算值（５．７０ｋＪ／ｍｏｌ）更接近实验值（８２．４０ｋＪ／ｍｏｌ）。     

硝酸酯分子结构和水解机理研究（Ⅱ）─—硝酸乙酯

该文运用ＳＣＦ—ＭＯＡＭ１方法，通过能量梯度全优化计算，求得了硝酸乙酯的反式和傍式两种分子构象，两种构象间的能量差为３．５１ＫＪ／ｍｏｌ。傍式比反式稳定，反式—傍式旋转势垒为２．３４ｋＪ／ｍｏｌ。由ＡＭ１法计算，制作了硝酸乙酯的碱性ＳＮ２水解位能曲线，求得活化能为６３．６０ｋＪ／ｍｏｌ。讨论了水解过程中反应体系的几何构型和电荷分布的变化规律。     

锆基催化剂合成醇醚醋酸酯的的非等温反应动力学

利用锆基催化剂合成乙二醇单甲酯醋酸酯、乙二单乙醚醋酸酯和乙二醇单丁醚醋酸酯，取得了满意的结果，同时根据非等温变体积条件下的动态法锆基催化剂合成醚醋酸酯液－固相反应的特点，导出了反应速率方程，计算结果表明，乙二醇单甲醚醋酸酯、乙二醇单乙醚 醋酸酯和乙二醇单丁醚醋酸酯的合成反应服从二级动力学模型，表观反应活有分别为１１４．７４ｋＪ／ｍｏｌ，１２５．７５ｋＪ／ｍｏｌ和１５５．３２ｋＪ／ｍｏｌ，频率因了分     

量子化学在合成CLT酸中的应用（Ⅲ）——产物异构体和C．I．颜料红53的AM1计算

用ＡＭ１法全优化计算了ＣＬＴ酸和它的２９种异构体的分子几何和电子结构，首次给出了它们的稳定性理论排序，在各异构体中，氨基和磺酸基处于邻位、对位时，分子总能量较低；ＣＬＴ酸的分子总能量最低，故在所有异构体中最稳定；Ｃ．Ｉ．颜料红５３的２种异构体的ＡＭ１计算表明，当羟基与磺酸基处于分子同侧时较稳定，２种构型的能量差为６．０８ｋＪ／ｍｏｌ，２种构型转换所需的位垒分别为２２．９０ｋＪ／ｍｏｌ和１６．８２ｋＪ／ｍｏｌ，并给出了２种构型彼此转换的位能曲线     

镍对催化裂化催化剂的污染特性

采用量子化学中的从头计算法,研究了金属镍对催化裂化催化剂的污染特性,建立了镍对烃分子发生脱氢反应的量子化学计算模型,确定了反应的速控步骤,并着重研究了镍价态变化（Ｎｉ＾０,Ｎｉ＾＋,Ｎｉ＾２＋对烃分子脱氢反应活性的影响规律。通过计算得出Ｎｉ＾０,Ｎｉ＾＋,Ｎｉ＾２＋在脱氢反应速控步骤的活化能分别为２１５．０８５ｋＪ／ｍｏｌ,３２０．００５ｋＪ／ｍｏｌ和６５０．５０２ｋＪ／ｍｏｌ,显示出低价镍脱氢活     

量子化学大合成CLT酸中的应用（Ⅲ）：产物异构体的C.I.颜料…

用ＡＭ１法全优化计算了ＣＬＴ酸和它的２９种异构体的分子几何和电子结构，首次给出它们的稳定性理论排序，在各异构体中，氨基和磺酸基处于邻位，对位时，分子总能量较低；ＣＬＴ酸的分子总能量最低，故在所有异构体中最稳定；Ｃ．Ｉ．颜料经红５３的２种异构体的ＡＭ１计算表明，当羟基与磺酸基处于分子同侧时较稳定，２种构型的能量差为６．０８ｋＪ／ｍｏｌ，２种构型转换所需的位垒分别为２２．９０ｋＪ／ｍｏｌ和１６．８２ｋ     

锆基催化剂合成醇醚醋酸酯的非等温反应动力学

利用锆基催化剂合成乙二醇单甲醚醋酸酯、乙二醇单乙醚醋酸酯和乙二醇单丁醚醋酸酯，取得了满意的结果．同时根据非等温变体积条件下的动态法锆基催化剂合成醇醚醋酸酯液－固相反应的特点，导出了反应速率方程．计算结果表明，乙二醇单甲醚醋酸酯、乙二醇单乙醚醋酸酯和乙二醇单丁醚醋酸酯的合成反应服从二级动力学模型，表观反应活化能分别为１１４．７４ｋＪ／ｍｏｌ，１２５．７５ｋＪ／ｍｏｌ和１５５．３２ｋＪ／ｍｏｌ，频率因子分别为１．２０×１０１４Ｌ·ｍｏｌ－１·ｍｉｎ－１，１．２７×１０１６Ｌ·ｍｏｌ－１·ｍｉｎ－１和８．５６×１０１９Ｌ·ｍｏｌ－１·ｍｉｎ－１．计算结果的合理性和一致性，证明了利用动态原理对此反应体系的动力学研究的简便可行性．     

甲异羟肟酸与甲羟肟酸互变异构的MNDO研究

应用半经验ＭＮＤＯ方法研究了甲异羟肟酸与甲羟肟酸的互变异构平衡。确定了互变异构体及过渡态的几何构型、相对能量和活化能。得出甲羟肟酸的能量比甲异羟肟酸低１０．０ｋＪ／ｍｏｌ．同时得出甲异羟肟酸经１，３－分子内氢迁移互变异构为甲羟肟酸的活化能为２７１．０ｋＪ／ｍｏｌ．     

热分析法研究矿物分解过程动力学

采用热分析方法研究了菱镁矿、高岭石分解过程动力学参数活动化能Ｅ、反应级数ｎ,由ＴＧ、ＤＴＡ两种实验数据,用Ｃｏａｔｓ,Ｒｅｄｆｅｒｎ和Ｋｉｓｓｉｎｇｅｒ计算方法对比计算,从而得出高岭石活化能Ｅ＝１８８．７１２ｋＪ／ｍｏｌ,菱镁矿活化能Ｅ＝１８０．８２８ｋＪ／ｍｏｌ。     

有机锡化合物催化合成碳酸二甲酯的密度泛函理论研究

采用DMol3密度泛函理论方法研究了二丁基二甲氧基锡催化氨基碳酸甲酯合成碳酸二甲酯的能量变化和电子性质.研究结果表明,在没有催化剂的作用下,氨基碳酸甲酯与甲醇反应的活化能为142.7 kJ/mol.在二丁基二甲氧基锡的催化作用下,氨基碳酸甲酯与甲醇的关键两步反应的活化能分别为107.1和77.0 kJ/mol.对部分化合物进行了自然键轨道（NBO）分析,计算结果表明,由于催化剂的参与,二丁基二甲氧基锡与氨基碳酸甲酯形成的中间物改变了氨基碳酸甲酯的电子性质,提高了羰基碳的正电性和氮的负电性,有利于羰基碳的亲电性和氮的亲核性,因而降低了反应的活化能.     

MEHMO法计算F+H_2共线反应势能面

用改进的EHMO(MEHMO)法计算了F+H_2共线反应的势能面,本方法在H矩阵的对角元中引入了一项描述不同原子间排斥力的经验项,基组选用F原子的2p_(?)轨道和H原子的1s轨道,参数值B为0.64,在得到的势能面上,于R_(UH)~*=2.54 a.u.和P_(HH)~*=2.18a.u.处出现的位垒高度为15.72kJ/mo1.反应产物和作用物的能量差为-144.21kJ/mo1.本文所得结果与实验测定、从头计算法的结果一致。     

含硫化合物的量子化学性质及选择性氧化动力学

采用半经验量子力学分子轨道的PM3算法计算了油品中各典型含硫化合物的量子化学性质,通过数学回归建立了在甲酸／双氧水体系下硫原子的电荷密度与反应常数的关系。同时,选用二苯并噻吩(DBT)作为模型化合物进一步研究了该体系下合硫化合物的动力学性质。研究结果表明：合硫化合物硫原子所带电荷密度与反应常数线性相关,DBT在甲酸／双氧水体系中氧化的活化能为60kJ／mol。     

二氟卡宾与苯环加成反应机理的量化研究

用限制的Hartree-Fock从头算分子轨道理论研究单重态二氟卡宾与苯的环加成反应机理,采用HF/3-21G*方法计算势能面上各驻点的构型参数、振动频率和能量。结果表明该反应途径由2步组成:①两反应物(R1 R2)首先生成一复合物(CM),它是一无势垒的放热反应,放出的能量为6.35 kJ/mol;②复合物(CM)经过渡态(TS)异构化为产物(P),其势垒为199.90 kJ/mol。     

基于竞争因子的特戊酰氯光氯化反应宏观动力学

采用内环流反应器进行蓝色光源引发的特戊酰氯光氯化反应实验和动力学研究,测定不同温度下氯化反应液中各组分浓度与时间的变化关系,建立基于竞争因子的特戊酰氯光氯化连串反应的宏观动力学模型结果表明:加入竞争因子的连串反应动力学模型比拟一级模型能更准确地反映特戊酰氯光氯化的反应规律,通过参数估计得到特戊酰氯生成一氯代特戊酰氯的活化能为1.98 kJ/mol,一氯代特戊酰氯生成β,β-二氯代特戊酰氯和β,β′-二氯代特戊酰氯的活化能分别为2.40和1.42 kJ/mol,二氯代特戊酰氯生成对应三氯代特戊酰氟的活化能分别为4.83和4.82 kJ/mol。各步反应的表观活化能部较小,说明特戊酰氯的光氯化反应受Cl₂的气液传质影响明显     

水环境下羟自由基致Asp分子损伤机理

采用色散校正密度泛函的WB97X D、 从头算的MP2及自洽反应场理论的SMD模型等方法, 研究在水气相和水液相环境下羟自由基抽取α 氢致天冬氨酸(Asp)损伤的反应机理. 结果表明： 水分子辅助羟自由基抽取α 氢致Asp损伤反应有2个通道a和b, 在通道a中羟自由基水分子簇与α 氢和氨基氮通过氢键作用形成配合物损伤, 在通道b中羟自由基水分子簇与α 氢和羰基氧通过氢键作用形成配合物损伤, 该通道为优势通道； 水气相和水液相环境下的反应活化能分别为-0.7,18.7 kJ/mol; 羟自由基抽取α 氢致Asp损伤的反应有1个通道, 水气相和水液相环境下的反应活化能分别为8.1,29.9 kJ/mol.     

水环境下羟自由基致 Asp 分子损伤机理

采用色散校正密度泛函的WB97X D、 从头算的MP2及自洽反应场理论的SMD模型等方法, 研究在水气相和水液相环境下羟自由基抽取α 氢致天冬氨酸(Asp)损伤的反应机理. 结果表明： 水分子辅助羟自由基抽取α 氢致Asp损伤反应有2个通道a和b, 在通道a中羟自由基水分子簇与α 氢和氨基氮通过氢键作用形成配合物损伤, 在通道b中羟自由基水分子簇与α 氢和羰基氧通过氢键作用形成配合物损伤, 该通道为优势通道; 水气相和水液相环境下的反应活化能分别为-0.7,18.7 kJ/mol; 羟自由基抽取α 氢致Asp损伤的反应有1个通道, 水气相和水液相环境下的反应活化能分别为8.1,29.9 kJ/mol.     

Pd催化氧化乙二醛制取乙醛酸的理论研究

乙醛酸由于其独特的结构,在生产和生活中都有广泛的用途。本文应用密度泛函理论对CHOCHO与O2在Pd催化剂存在条件下的各个反应通道进行了势能面扫描研究。在M06/6-31G(d,p)水平上优化了各反应通道上各驻点物(反应物、中间体、过渡态、产物)的几何构型,并计算了它们的振动频率和零点能,通过零点能校正计算了各反应通道的活化能。计算结果表明,乙二醛在Pd催化剂存在下与氧气反应存在着生成乙醛酸和甲酸两条反应通道。两条反应通道速控步骤的活化能分别为215.3 kJ/mol和296.1 kJ/mol,生成乙醛酸的反应为主反应通道。与无催化剂相比,生成乙醛酸反应通道的能垒降低了80.1 kJ/mol;而生成甲酸和CO2的反应通道的能垒反而升高了21.9 kJ/mol。这说明Pd催化剂的加入可以有效的抑制甲酸和CO2的生成,提高乙醛酸的选择性。     

铜催化二羟基乙酸、 胺和炔三组分脱羧偶联反应的机理

用密度泛函方法, 研究铜催化二羟基乙酸、 胺和炔三组分脱羧偶联反应的机理. 通过计算实验提出的反应机理, 给出并计算新的反应机理： 二羟基乙酸与胺原位生成的亚胺盐, 先配位到催化剂的铜中心发生脱羧反应, 再进行端炔配位和插入、 质子化、 亲核加成、 配体交换等步骤. 理论计算结果表明, 该机理的决速步骤为端炔插入, 反应能垒为129.8 kJ/mol, 与实验反应温度为110 ℃的结果一致.     

NaVO3+H2SO4溶液中氧气气氛下甲酸分解的研究

研究了在氧气存在下生物质催化氧化制甲酸体系中甲酸的稳定性,主要考察了反应温度、反应时间、氧气初始压力、硫酸浓度、催化剂等因素对于甲酸分解的影响。研究结果表明,温度、反应时间、硫酸浓度对甲酸的分解速率有显著的影响;氧气的初始压力对于甲酸的分解影响较小;催化剂NaVO3的存在会加速甲酸的分解。生物质催化氧化体系中,甲酸的分解反应为二级反应,甲酸分解反应的表观活化能为85.1 k J/mol。提出了在H2SO4溶液中氧气气氛下NaVO3催化甲酸分解的机理。