桶烯及其相关分子同共轭性质的理论研究

在RHF／6－31G（d,p），RHF／6－6－31＋G（d,p），MP2／6－31＋G(d,p）和B3LYP／6－31＋G（d,p）水平优化得到了桶烯和相关分子的平衡几何构型，进一步用MP2／6－31G（d,p）／／RHF／6－31＋G（d,p），MP2／6－31＋G(d,p）／／RHF／6－31G＋（d,p）和B3LYP／6－31＋G（d,p）／／BLYP／6－31＋G（d,p）水平计算桶稀、双环[2.2.2]－辛二稀和双环[2.2.2]－然的气相氢化热（△H^0(298K)，气相氢化自由能（△G^0(298K)和同键反应芳香性稳定化能（HASE），计算结果指出桶烯有的G（sp^2)－C（sp^3）单链，小的∠C－C－＝C键有和比较大的氢化热，同键反应芳香性稳定化能为正值，表明桶烯为反双环芳香性分子，实现了标合物反芳香性的几何、能量的判定。     

羟基自由基与苯酚反应机理的量子化学研究

用MP2/6-311G(d,p)方法对羟基自由基与苯酚之间的反应进行研究,优化获得6种加成反应复合物与6种过渡态,5种抽氢反应复合物及6种过渡态,并通过频率和IRC计算验证各个过渡态的真实性.计算各个结构单点能,确定了复合物及产物的稳定性,得到各个不同反应通道的能垒,确定了反应通道的主次顺序.通过计算发现酚羟基的邻对位是反应的主反应通道,并且加成和抽氢反应都易从酚羟基氢的同侧进行.酚羟基对复合物的结构和反应的能垒有较大的影响.     

丙炔的光解动力学计算研究

用从头算方法对丙炔在157nm光照下的一个光分解途径C3H4→CH3＋C2H进行计算研究。在MP2／6-31＋G（d）和CIS／6-31＋G（d）水平上分别完成对基态、激发态的构型优化和能量计算（包括零点能）;同时,在CIS／6-31＋G（d）水平上做势能面,研究丙炔吸收光子后发生的C-C键的断裂过程,获得过渡态的粗略构型,再通过CIS／6-31＋G（d）水平计算获得确切过渡态构型,计算过渡态能量。通过计算得到的反应通道和相应反应物、产物能量与文献报道的实验结果能较好地吻合。     

CH4…PH3体系分子间相互作用的从头算研究

采用MPS方法，在不同基组水平上（3－21G、6－31G（d）、6－311＋G（2d,2p）水平上，对CH4…PH3体系进行了从头算研究，给出了复合物的最优构型及其结合能（BDE），结果表明该体系有两种稳定构象，通过对这两种构象稳定性的分析，揭示了空间位阻对橡稳定性的影响，经计算在MP2／6－311＋G（2d,2p）水平上，CH4…PH3体系的结合能为1．9kJ/mol，考虑基集超位误差校正（BSSE）后，结合能为1．0kJ/mol，将此结果与其它氢键体系作了比较，并分析了产生这种结果的原因。     

N-乙基,N-异丙基和N-叔丁基-2-氨基嘧啶热解反应的理论研究

主要用PM3法对N－乙基、N－异丙基和N－叔丁基－2－嘧啶的气相热解反应进行了研究，并用内禀反应坐标（IRC）理论以N－乙基－2－嘧啶热解反应作了剖析，在此基础上用RHF／6－31G从头计算对其作了对比计算，结果表明反应是一个H17带正电迁移引发的途径六元环过渡态的单分子热消除反应，反应的活化能分别为224．955（292．378／RHF／6－31G），221．340和221．115kJ.mol^-1，与实验结果基本吻合。     

Cl原子与CH3OCH2Br反应机理的量子化学研究

对C1与CH3OCH2Br的反应进行了量子化学研究．在MP2／6-311G（d，p）水平上优化了反应势能面上各驻点的几何结构，并在QCISD（T）／6-311G（d，p）水平上计算了各驻点的能量．通过内禀反应坐标（IRC）计算，对反应过渡态进行了确认，并确定了反应的机理．     

桶烯及其相关分子同共轭性质的理论研究

在RHF/ 6 - 31G(d ,p) ,RHF/ 6 - 31+G(d ,p) ,MP2 / 6 - 31+G(d ,p)和B3LYP/ 6 - 31+G(d ,p)水平优化得到了桶烯和相关分子的平衡几何构型 .进一步用MP2 / 6 - 31G (d ,p) / /RHF/ 6 - 31G(d ,p) ,MP2 / 6 - 31+G(d ,p) / /RHF/ 6 - 31G + (d ,p)和B3LYP/ 6 - 31+G(d ,p) / /B3LYP/ 6 - 31+G(d ,P)水平计算桶稀、双环 [2 .2 .2 ]-辛二稀和双环 [2 .2 .2 ]-辛稀的气相氢化热 (ΔH0( 2 98K) ) ,气相氢化自由能 (ΔG0( 2 98K) )和同键反应芳香性稳定化能 (HASE) ,计算结果指出桶烯有较长的C(sp2 ) -C(sp3)单键 ,小的∠C -C =C键角和比较大的氢化热 ,同键反应芳香性稳定化能为正值 ,表明桶烯为反双环芳香性分子 ,实现了标题化合物反芳香性的几何、能量的判定     

2-氨基-5-巯基-1,3,4-噻二唑(AMT)异构体互变的势能面

用Mφller-Plesset微扰理论的MP2／6－31G（d）方法，优化了2－氨基－5－巯基－1，3，4－噻二唑（AMT）各种过渡态结构的几何构型，并对它们的电子结构、振动光谱和化学键性质进行了研究，并进一步研究了AMT异构体的互变机理，提出了AMT异构体a＜＝＞b＜＝＞c＜＝＞d＜＝＞a的循环式互变途径。     

HOCl及其异构体HClO的MP2研究

用MP2方法研究了HOCl及其异构体HClO的结构特征及振动频率，比较了不同基组6－31G（d），6－31＋＋G（d），6－311G（2d,2p），6－311G（2df,2p）的差别，研究表明HClO和HOCl都具有Cs对称性，基态为1^1A′。另外，两还具有相同的HOMO和LUMO。最高占据轨道为П^*，而最低空轨道为б^*。但是HClO中Cl-O反键性强于HOCl。计算得到HOCl异构化为HClO的反应热59kcal/mol。     

系列小分子与碱基尿嘧啶间氢键相互作用的理论研究

核酸碱基尿嘧啶分子可以使用3个不同位点与其他分子形成多种类型的分子间氢键.笔者使用密度泛函理论B3LYP/6-31＋G（d,p）方法优化得到了系列小分子与尿嘧啶分子形成的31个氢键复合物的稳定结构,进而使用MP2/aug-cc-pVTZ方法计算了这些氢键复合物的结合能.研究结果表明,尿嘧啶分子更倾向作为氢键给体与小分子形成氢键.尿嘧啶分子最易使用1号位点与小分子形成氢键复合物,最不易使用2号位点形成氢键复合物.甲基取代小分子氢键受体上的氢原子会使氢键强度变强.为了深入理解这些氢键复合物体系中氢键作用的本质,还使用B3LYP/6-31G（d,p）方法进行了自然键轨道（NBO）分析计算.自然键轨道（NBO）分析表明,大部分氢键复合物满足二阶相互作用稳定化能之和越大,结合能绝对值越大,结合得越稳定的原则,说明共价作用在这些氢键作用中起重要作用.     

糠醇树脂裂解过程中呋喃环的开环机理研究

糠醇树脂在高温炭化过程中的结构演变,对其在高温下的结构/性能稳定性具有极为重要的影响。本文基于密度泛函理论方法,利用Gaussian09程序包,过QST2(Quadratic Synchronous Transit)和IRC(Intrinsic Reaction Coordinate）等方法,研究了糠醇树脂在单呋喃环,双呋喃环,以及三呋喃环等不同层次结构单元的开环裂解反应路径。此外,在B3LYP/6-31G**水平下对开环过程中的各种结构进行优化,并在MP2/6-31G**水平下计算各结构的单点能,进而比较了各种反应路径的活化能。结果表明：位于呋喃环间的亚（次）甲基桥上的氢原子较为活泼,易形成氢自由基。伴随着氢自由基向呋喃环上的碳原子的迁移,呋喃环开环。而氢自由基的迁移主要表现出两种方式：(1) 如产生的氢自由基与呋喃环上的氧原子较近,则先与氧原子相结合形成羟基,并导致呋喃环的开环;然后再从氧原子上迁移到碳原子上,从而形成链式的酮结构,此方式要经过两个过渡态和一个中间体才能完成开环。以这种方式开环需要的活化能相对较小。(2) 当氢自由基与呋喃环上的氧原子较远,则直接迁移到碳原子形成C—H键。该过程只经过一个过渡态即完成呋喃环的开环。此外,通过能量比较发现：有水参与的开环反应活化能,要低于无水参与的开环反应活化能;而随着呋喃环的增多,开环反应的活化能逐渐增大。     

孤立条件下α-丙氨酸分子手性转变机制的密度泛函理论

使用基于密度泛函理论B3LYP/6-31+g(d,p)水平上的计算,研究孤立条件下的α-丙氨酸分子手性转变过程.通过寻找包括过渡态和中间体的反应过程各极值点结构,绘制完整的α-丙氨酸分子手性转变路径反应势能面,并分析各极值点的几何和电子结构特性.结果表明:S型α-丙氨酸分子手性碳上的氢原子以羧基上的氧原子为桥梁,转移至手性碳原子的另一侧,实现了从S型到R型α-丙氨酸分子的手性转变;该路径有1个中间体和2个过渡态,最大的反应能垒为326.6kJ/mol,来源于第一个过渡态TS1.     

苯分子的溴代反应研究

应用量子化学密度泛函理论在UB3LYP/6-31G（d）水平上, 结合MP4和AM1方法研究了苯的溴代反应过程. 计算结果表明, 这是包括一个过渡态和两个中间态的多步反应, 反应过程中Br⁺所带的正电荷经正离子中间体［C₆H₆Br］⁺转移给H, 是电子转移过程.     

甲酰胺热分解反应机理的理论探讨

对甲酰胺的热分解反应进行了精确理论研究,在CAS（6,6）／6－21G优化构型的基础上,用CASPT2法做了单点能量校准,推测反应有2种途径：反应I经三元环过渡态形成NH3和CO产物,反应II经四元环过渡态形成H2和HNCO产物,这2个反应为一对竞争反应,并且有B3LYP,MP2和HF方法进行了对比分析。     

密度泛函理论研究反应CH_3 HClCH_4 Cl(Ⅰ)频率分析与反应机理

通过密度泛函理论(DFT)在6-311G*基组水平上对CH3 HCl CH4 Cl反应进行研究,获得反应中间体,过渡态的最优化构型、能量及振动频率.对前驱化合物、过渡态、后继化合物的频率分析得出了其反应机理.HCl分子中的H进攻C原子,经前驱化合物形成过渡态,电子转移在前驱化合物中发生.     

螺环[2,3]己烷氢解反应机理的理论研究

在ＨＦ／６－３１Ｇ＊＊水平上（并用ＭＰ２法进行了相关能校正）,应用从头算子分子轨道法和能量梯度技术,研究了螺环〔２,３〕己烷氢解反应的机理。结果表明,该反应主要的２个途径为：（１）螺环〔２,３〕己烷氢解经四元环过渡态生成乙基环丁烷;（２）螺环〔２,３〕己烷氢解经四元环过渡生成生成１,１－二甲基环丁烷。计算结果２个途径活化能均过大,表明在催化剂条件下,反应难以进行。     

双水复合条件下天冬酰胺分子的手性转变机制

基于密度泛函理论B3LYP,在6-311+G(2df)基组水平上研究双水复合条件下的天冬酰胺分子手性转变过程.寻找天冬酰胺分子手性反应过程中各过渡态与中间体的极值点结构,绘制双水复合条件下完整的天冬酰胺分子手性转变路径反应势能面,并分析各极值点的几何和电子结构特性.结果表明:双水复合条件下S型天冬酰胺分子手性C原子上的H原子以羧基上的O原子为桥梁,转移至手性C原子的另一侧,实现从S型到R型天冬酰胺分子的手性转变;双水复合条件下该路径有4个中间体和5个过渡态,最大的反应能垒为317.948 1kJ/mol,来源于第4个过渡态TS2-R-Asn2H2O-1.     

CH_3CCl_2与NO_2反应机理的理论研究

运用密度泛函方法BMK/6-311+G(d,p)和组合能量算法BMC-CCSD,研究了CH_3CCl_2与NO_2的反应机理,得到了体系的势能面信息和详细的反应机理.反应物发生碰撞后,其中NO_2中的N原子和O原子可以分别进攻CH_3CCl_2中-CCl_2基团上的C原子而首先形成络合物,然后从络合物开始经历一个或者多个过渡态生成产物或者直接分解成产物.共找到了11条反应通道,计算结果表明CH_3CClO和CH_3CCl_2O是反应的主要产物.     

甲醛与臭氧反应机理的理论研究

从量子化学理论角度探讨了甲醛在有水条件与无水条件下的臭氧氧化机理.主要应用密度泛函中的MPW1K方法,结合6-31+G(d,p)基组优化了反应物、中间体、过渡态以及产物的结构,并计算了各个化合物的振动频率.通过内禀反应坐标的计算确认了反应物、过渡态和产物的相关性.为了得到准确的能量信息,用HL方法进一步精确计算了反应路径上所有结构的能量.结果发现,在有水条件下甲醛与臭氧反应活化能更高,对反应不利.