手性α-丙氨酸分子羧基上的氢转移的DFT研究

本工作基于密度泛函理论的B3LYP方法,采用6-31+g(d,p)基组,借助Gaussian03程序.首先,对R型手性α-丙氨酸分子羧基上的氢转移过程进行了过渡态的探索,计算了反应能垒.而后对过渡态沿着虚频振动模式的两个方向的结构进行了优化,得到了过渡态的反应物与产物.最后对得到的过渡态进行了IRC路径探测,验证了过渡态的可靠性.     

Li+HF(v=1,0)、Li+HCl(v=1,0)反应的变分过渡态理论研究

本文用移植改造的变分过渡态理论,计算了标题中反应经过不同振动激发过渡态时的速度常数,发现给定相同的能量,过渡态的弯曲振动模式的激发比伸缩振动模式激发更有利于反应的进行,本文还分析了反应的动力学瓶颈区性质。     

半经验MNDO和MNDOC方法对化学反应过渡态研究的应用

本文对15个简单有机分子反应进行MNDO和MNDOC计算,得到与从头算相似的势能面特征和过渡态数目。半经验过渡态的优化结构与从头算过渡态的优化结构吻合较好,而半经验活化能与从头算活化能偏离较大。其中,MNDOC结果稍好于MNDO结果。计算表明用半经验方法作为反应势能面的快速扫描工具以确定其定性特征,对从头算难以实现的大分子体系尤为适用。对于中等大小分子的过渡态研究,用半经验过渡态作为从头算自动优化的初始点,则能大大提高从头算定位鞍点的成功率。     

σ-迁移反应过渡态的分子轨道研究

本文按立体化学进程对σ-H迁移和σ-C迁移反应过渡态的轨道拓朴类型进行了分类,并计算了反应过渡态的分子轨道能级以及相应反应的活化能.     

CH3SH与ClO反应机理的量子化学及电子密度拓扑研究

采用B3LYP方法和6-311G(d,p)基组找到了CH3SH与ClO反应的6个可能的反应通道,得到了各反应通道的反应物、中间体、过渡态和产物的优化构型.对反应过程中若干关键点进行了电子密度拓扑分析,讨论了反应过程中键的断裂、生成和化学键的变化规律.找到了该反应的"结构过渡态"和"结构过渡区",非平面四元环状结构过渡态的发现拓展了原来对环状结构过渡态的定义.     

氮川三乙酸的脱水反应机理

运用量子化学密度泛函理论(DFT),在B3LYP/6-311++G(d,p)的计算水平上研究氮川三乙酸(NTA)的脱水反应机理。通过对反应物、过渡态和产物进行优化,对频率和自然键轨道进行分析,得到对应的稳定构型;频率分析结果表明过渡态只存在1个虚频,并通过振动分析和内禀反应坐标对过渡态进行确认。运用Gaussian03程序进行计算。研究结果表明:氮川三乙酸脱水反应的微观途径为NTA→TS→P+H2O,其所需活化能为163kJ/mol,反应物和产物的能量差为69kJ/mol,该反应为吸热反应;采用经典过渡态理论计算得到反应的速率常数为5.825×10-16s-1。     

多光子离化谱的理论研究

使用Ｆｌｏｑｕｅｔ理论对原子的过渡态－过渡态跃迁进行了研究，通过求解一个藕合矩阵而得到从不同束缚态到连续态的衰变宽度．通过一些计算，得到了单光子和双光子的衰变宽度．     

2-氯吡啶光氯化取代反应机理的量子化学研究

用PM3方法研究了2-氯吡啶光氯化取代反应的过渡态.研究结果表明,生成2,6-二氯吡啶、2,5-二氯吡啶、2,4-二氯吡啶、2,3-二氯吡啶不同产物的每一个反应通道都存在两个过渡态;反应体系沿反应坐标的变化为反应物→反应物络合物→第1过渡态→中间体→第2过渡态→产物络合物→产物;第2过渡态为主过渡态,生成2,6-二氯吡啶反应路径主过渡态的能量及活化能最低,分别为-139612.06和135.39kJ/mol,反应优先生成2,6-二氯吡啶.生成二氯吡啶反应过程中吡啶环反应部位CCl键的形成主要与共轭双键断裂同步,而CH键的断裂主要与共轭双键的重新形成同步.     

甲氧基硫代膦酰二氯自身异构化应机理的理论研究

用量子化学从头计算方法在HF／6－31G水平上研究了甲基硫代磷酰二氯自身异构化反应的微观机理,优化得到了反应物,过渡态和产物的几何构型,经振动分析确证了过渡态的真实性,研究结果表明该异构化反应形成一个四元环过渡态而转变为产物,反应活化能为14.3kJ/mol,反应放热120.6kJ/mol,是一个易于进行的异构化反应。     

氟、氯原子与甲烷反应的从头算直接动力学研究

用MP2方法对F、Cl原子与CH4的反应进行了研究.反应物、产物和过渡态的几何优化和振动分析在MP2/6-311＋G（d,p）水平下进行,反应路径的势能分析在CCSD（T）/6-311＋G（3df,2p）水平上对MP2/6-311＋G（d,p）优化的几何结构进行单点能校正.用传统过渡态理论和正则变分过渡态理论,并考虑小曲率隧道效应计算了正向反应的速率常数.     

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.     

丙酮光解离机制的理论研究——激发三重态位能面上的解离途径及乙酰基的热解离反应

用从头算自洽场分子轨道UHF方法,在3-21G基组上,研究了丙酮分子光解离为乙酰基(CH_3CO)和甲基(CH_3)的解离反应.计算是在(n,π＊)激发三重态势能面上.(n,π)激发三重态的丙酮分子途经一个C_1对称性的过渡态(T S1)生成一个(n,π＊)激发态的乙酰基和一个基态的甲基.该过程是断键和基团构象转化协同进行的单步反应.计算的垂直激发能和激发三重态位能面上的反应活化位垒分别为279.43和141.04kJ·mol~(-1).这些能量值与丙酮光解的实验条件相吻合.用相同的计算方法,进一步探讨了基态乙酰基分解为CH_3和CO分子的热解离反应.解离过程的过渡态(TS2)以σ键伸长为特征.该过程是一个断键在先,基团构象转化在后分开进行的单步反应.计算的活化位垒为56kJ·mol~(-1)与实验值(75kJ·mol~(-1))相接近.     

基于从头算的孤立条件下α—丙氨酸分子手性转变理论研究

使用从头算的HF方法,采用6-31G(d)基组,优化了S与R型α—丙氨酸分子的分子几何,计算了优化构型下的电子结构.依据优化后的构型,对α—丙氨酸分子对映体进行了手性转变可能路径的分析.首先,在HF/6-31G(d)水平下进行了手性转变过程的过渡态探索与中间体的几何构型优化,找到了手性转变的可能路径,并得到了反应能垒;而后,又在HF/6-31G(d)水平下对过渡态进行了IRC计算,验证了过渡态的可靠性.     

砷化氢与氢原子反应速率常数的从头算研究

用从头算法和变分过渡态理论研究氢提取反应：AsH3 H→AsH2 H2．在UQCISD／6-311 G(d,p)水平上优化了反应物、产物以及过渡态的结构参数,在相同水平上计算了反应物、产物及过渡态的谐振频率．用UQCISD(T)／6-311 G(2df,2pd)方法重新精确计算了反应物、产物和过渡态及反应路径上选择点的单点能,得到正反应势垒为7．3kJ／mol．在内禀反应坐标(IRC)的势能剖面基础上,用改进的变分过渡态理论计算了在250-1500K温度范围内反应的速率常数．     

过渡态理论的发展(二)

本文简要介绍了量子过渡态理论的发展及现状,着重叙述了量子过渡态理论中的基本概念和理论建立过程中的主要思想和方法,本文不涉及理论的应用。     

类卡宾CBr3Li的构型及其异构化的理论研究

用密度泛函理论，对类卡宾CBr3Li进行了研究。优化得到4种不同的平衡构型及其相互转化的过渡态，并对过渡态进行了振动分析，确认它们均只有惟一的虚振动模式。分析了各构型的特点，给出偶极矩、电荷分布和前线分子轨道能，并对该类卡宾的化学性质进行了讨论。     

腺嘌呤质子迁移异构化反应及其芳香性的密度泛函研究

用密度泛函理论方法,在B3LYP/6-31G**水平上研究了腺嘌呤的分子内质子迁移异构化反应,对反应势能面进行了研究,对反应物、产物和过渡态进行了几何构型优化,在同一水平下计算了单点能量,并用频率振动模式和内禀坐标(IRC)确证了过渡态的存在,反应的活化能为184.96KJ/mol.在GIAO-HF/6-31G*//B3LYP/6-31G**水平对反应物、产物和过渡态的非相关性化学位移(NICS)进行了计算,利用NICS 值对反应过程中芳香性进行分析,发现在异构化反应过程中六员环的芳香性变化很大而五员环的芳香性基本不变.     

过渡态理论的发展(一)

本文扼要地介绍了经典过渡态理论的发展及现状,集中叙述了过渡态理论中的一些基本概念和理论建立过程中的主要思想和方法,本文不涉及理论的应用。     

密度泛函理论研究S2FH的构型及其异构化反应

采用量子化学中的密度泛函理论B3LYP方法,在AUG cc PVQZ水平上全优化得到了FSSH线型和SSFH 分叉型2种异构体的平衡结构.对可能发生的分子内原子迁移过程的过渡态进行了考察,并进行了振动分析和内 禀反应坐标(IRC)的计算,证实了过渡态的正确性.计算结果表明,线型的FSSH为稳定构型.同时,采用统计热 力学及过渡态理论,研究了2种平衡结构之间相互转化的热力学和动力学性质.根据计算结果,无论是F迁移还是 H迁移,分子内的原子迁移都需要较高的活化能,并且迁移速度较慢.     

类卡宾CF3Li的构型及其异构化的量子化学研究

用量子化学从头算分子轨道理论的G2MP2方法对类卡宾CF3Li进行了研究,优化得到了4种不同的平衡构型及其相互转化的过渡态结构.分别给出了几何构型参数、构型的对称性、偶极矩、各构型的总能量以及前线分子轨道能,并对过渡态进行了振动频率分析计算,确定它们均只有唯一的虚振动模式,对各个构型的特点和稳定性进行了分析,并对该类卡宾的化学性质进行了讨论.