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.     

H_2S和CH_3SH与硅锡烯加成反应的理论研究

采用密度泛函理论方法研究了H2S及CH3SH与硅锡烯的加成反应的微观机理和势能剖面.计算结果表明,所研究反应由多步机理组成且反应的初始步骤为H2S或CH3SH对硅锡烯的亲核进攻.反应过程中Si(Sn)-S键总是先于Sn(Si)-H键形成.形成Si-S键的反应在动力学上比形成Sn-S键的反应有利,且主要由能量因素决定.CH3SH作为亲核反应试剂比H2S更活泼.     

硅氢反应合成有机硅蜡

在铂络合物催化剂的作用下,以高碳数烯烃化合物和含氢硅油为原料,利用硅氢加成反应合成有机硅蜡。研究了原料配比、催化剂用量、反应时间、反应温度对Si-H键转化率和产物运动粘度的影响。确定最佳反应条件为：烯键与硅氢健摩尔比n（C—C）：n（Si—H）-1．12：1、铂催化剂用量3．2μg／g、反应温度130℃、反应时间8h。并对合成产物的分子结构进行了红外、核磁表征,结果表明长链烷基已被接枝到聚硅氧烷主链中。     

Si4X(X=C,N,O,F,Si,P,S,Cl)结构和稳定性的理论研究

利用Gussian-98程序，B3LYP方法，在6-311G^*水平上对Si4X(X=C^*，N，O，F，Si，P，S，Cl)原子簇的几何构型进行优化和频率计算。得出各原子簇的稳定结构。结果表明，Si5原子簇的最稳定构型具有D3b对称性,用杂原子X(X=C,N,O，F,P,S,Cl)取代Si5原子簇中的Si原子，几乎都得到C3v和C2y对称的稳定构型(Si4F原子簇只有C2v对称的稳定构型，Si4Cl原子簇不存在这两种稳定构型)。对具有相同对称性的杂原子簇中Si—X键长变化规律进行研究。发现同一周期从左到右，Si—x键长与其对应的原子共价半径和相比较，其键长变化率逐渐增大,杂原子的加入对原Si5原子簇中的其它Si-Si键长影响不大。     

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.     

合成(Z)-乙烯酮缩硒硫醇的新方法

炔基硒基锂盐与Cp_2Zr(H)Cl(Cp=η~5-C_5H_5)在THF中反应得到中间产物α-锆取代的乙烯基硒基锂,接着与卤代烃反应得到α-锆取代的乙烯基烃基硒醚,进一步与烷基硫氯反应得到(Z)-乙烯酮缩硒硫醇。上述反应有很好的区域选择性和立体选择性。     

稀有气体原子插入N—H和O—H键的理论研究

采用B3LYP方法在6-311++G**基组(Ar,Kr,Xe采用DZVP基组)水平上对稀有气体原子X(X=Ar,Kr,Xe)插入咪唑、吡咯、吡唑中的N—H键进行了量子化学理论研究.优化得到了9种稳定的含稀有气体原子的化合物;插入稀有气体原子后体系的能量升高了398.11~815.02 kJ/mol,且新形成的H—X键强度与正常氢键相当,X—N化学键强度比正常氢键略弱,因此引入X原子后的产物热稳定性较差.电子密度拓扑研究表明:N—H键插入X原子后,激活了咪唑、吡咯、吡唑杂环官能团上的反应活性.     

Si4X(X=Na、Mg、Al、Si、P、S、Cl)原子簇结构与稳定性的理论研究

采用密度泛函理论(DFT),在B3LYP／6—311G^*水平下,对杂原子X(X—Na、Mg、Al、Si、P、S、Cl)置于垂直于具有D2h对称的Si4原子簇平面的C2轴上时,所得到的含杂Si4X(X—Na、Mg、Al、Si、P、S、Cl)原子簇,进行了理论计算,得到一系列稳定的Si4X原子簇的几何构型,并对其中具有C2v对称的三角双锥结构的Si4X原子簇,系统地讨论了原子簇的稳定性、Si—X键强弱、电荷分布等的递变规律,以及由于第三周期元素的加入,对硅原子簇结构的影响。     

Si—Si键传递取代基效应的量子化学研究

在有机化学领域中,已经广泛开展了对C—C键传递取代基效应的研究,找到了解释静电效应及空间效应的一把钥匙。但至今只有少数人讨论了Si—Si键对取代基效应的传递。1982年,Yoder等用NMR对C—C键和Si—Si键传递取代基效应的能力进行了对比研究,测定了XSi(CH_3)_2Si(CH_3)_3(X=F,Cl,CH_3等)的化学位移及耦合常数,并由此论证了Si—Si键传递取代基的能力比C—C键弱得多的原因,认为前者是传递诱导效应的绝缘     

类锗烯H_2GeLiCl与RH(R=Cl,SH,PH_2)的插入反应

应用DFT B3LYP和QCISD方法研究类锗烯H2GeLiCl与RH(R=Cl,SH,PH2)的插入反应.在B3LYP/6-311+G(d,p)水平上优化反应势能面上所有驻点的构型,并用QCISD/6-311++G(d,p)方法计算单点能,并考察溶剂化效应对反应的影响.结果表明,类锗烯H2GeLiCl与RH(R=Cl,SH,PH2)插入反应势能面上存在1个过渡态(TS)和1个中间体(IM)连接反应物和产物.气相条件下,3个插入反应的势垒分别为93.47(R=Cl),133.32(R=SH)和212.25(R=PH2)kJ/mol,表明相同条件下发生插入反应时,反应活性由大到小的物质为H-Cl,H-SH,H-PH2;溶剂极性越大,插入反应越容易进行.     

氢键和π-π堆积构筑的二维超分子配合物[Cu2(phon)2(μ2-Cl)2Cl2]·DMF的合成和结构表征

利用1,10-邻菲啰啉-5,6-二酮(phon)与二水合氯化铜反应得到了超分子配合物[Cu2(phon)2(μ2-Cl)2Cl2]·DMF(1),并通过X射线单晶衍射、元素分析、红外光谱和紫外-可见光谱对它进行了表征.结果表明,配合物1中铜离子处于畸变的四方锥配位构型中,分子间通过C—H…Cl and C—H…O氢键和π-π堆积作用形成二维网络超分子结构.     

稀有气体原子插入炔烃中C-H键的理论研究

采用B3LYP方法在6-311++G**基组(Ar,Kr,Xe采用DZVP全电子基组)水平上对稀有气体原子X(X=Ar,Kr,Xe)插入乙炔(C2H2)、丙炔(C3H4)、丁二炔(C4H2)中的C—H键进行了量子化学理论研究.优化得到了9种含稀有气体原子的化合物,插入稀有气体原子后体系的能量升高367.83～604.65kJ/mol.电子密度拓扑研究表明:新形成H—X和X—C化学键的键鞍点处的电子密度与相应的正常氢键的相当,因此引入X原子后的化合物的稳定性较差;C—H键插入X原子后,激活了乙炔、丙炔、丁二炔官能团上的反应活性.     

单取代烷烃的热容、熵和吉布斯自由能的定量估算

将单取代烷烃的性质视为烷基、取代基各自的贡献以及烷基和取代基之间相互作用的贡献之和.用烷基中C-C键和C-H键的键邻接矩阵特征根之和∑ X1∝和∑X1CH描述烷基的结构特征,以取代基的电负性和单取代甲烷与甲烷之间的热力学性质之差表征取代基对所研究的热力学性质的影响,并用烷基的极化效应指数与取代基电负性的乘积来定量烷基和取代基之间的相互作用.用上述参数对单取代烷烃(Rx,X=OH,NH2,NO2,Cl,Br,I,SH,CN等)的气相热容c:、标准摩尔熵S(O)m及标准摩尔生成吉布斯自由能△rG(O)m建立定量相关模型,交叉验证表明这些模型都具有良好的稳定性和预测能力.表4,参10.     

氢键和π-π堆积构筑的二维超分子配合物[Cu2(phon)2(μ2-Cl)2Cl2]· DMF的合成和结构表征

利用1,10-邻菲啰啉-5,6-二酮(phon)与二水合氯化铜反应得到了超分子配合物[Cu2(phon)2(μ2-Cl)2Cl2].DMF(1),并通过X射线单晶衍射、元素分析、红外光谱和紫外-可见光谱对它进行了表征。结果表明,配合物1中铜离子处于畸变的四方锥配位构型中,分子间通过C—H…Cl and C—H…O氢键和π-π堆积作用形成二维网络超分子结构。     

二硅烯及其相关分子的量子化学计算研究

使用密度泛函法、MP2法和考虑组态相关作用的QCISD和CCD法,对重主族双键化合物二硅烯、二锗烯等进行了优化构型的量子化学计算.计算结果表明,H2X=XH2(X=Si,Ge,Sn,Pb)型分子均为非平面反式弯曲几何构型,亚甲基XH2的基态为单线态.利用计算的"单线态-三线态"能量差ΔEST和双键键能Eσ π分析并解释了非平面反式弯曲几何构型的形成条件和标题物中双键的相对强度.     

乙烯基硅橡胶之合成

(一) 本文叙述了甲基氯硅烷混合单体气相醇解,发现所用无水乙醇以过量2%为最宜,并试出乙醇的含水量愈少,所得之烷基取代酯产率愈高。(二) 提出了甲基乙烯基二乙氧基硅烷的两种合成方法:(1)将乙烯基三氨硅烷进行氣相醇介,得几近定量产率的乙烯基三乙氧基氧烷,然后再以·CH_3MgBr行甲基化,(2)利用Nor mant所改进的格氏反应将甲基三乙氧基硅进行乙烯基比,同样获得(CH_3)(CH_2=CH)Si(OC_2H_5)_2.惟产率较低。(三) 将二甲基二乙氧基硅与0.18—3%的(CH_3)(CH_2=CH)Si(OC_2H_(?))_2共水解,并在H_2SO_7(70%)介质中进行聚合,得乙烯基硅橡胶。用黏度法测定其分子量约为70万。     

C32衍生物C32X2(X=H,F,Cl,Br)的理论研究

在混合密度泛函B3LYP理论下,用6-31G*基函数对富勒烯C32及其衍生物C32X2(X=H,F,Cl,Br)的几何结构、电子结构和振动频率进行了研究.研究结果表明,C32X2(X=H,F,Cl,Br)均存在着比C32本体更好的离域共轭键,预计它们的稳定性比C32要大,C32X2(X=H,F,Cl,Br)均是势能面上的稳定驻点.振动频率计算表明C32卤化衍生物的稳定性随着卤素原子序数的增大而降低,C—F键稳定化能最大.C32H2和C32F2在所研究的簇分子中是较为稳定的,它们应该能够合成出来.     

铜铁共催化烯烃串联加成/环化合成异喹啉二酮

发展了一种铜/铁协同催化的N-烯丙酰基苯甲酰胺串联加成/环化/偶联合成叔烷基化异喹啉二酮的反应.在廉价金属Cu/Fe协同催化作用下,烷基偶氮试剂介导N-丙烯酰基-N-烷基氯代苯甲酰胺发生串联加成/环化,区域选择性地切断C-Cl键而发生进一步交叉偶联,以41%~78%的产率合成了一系列远端双重α-官能团化叔烷基取代的异喹啉二酮骨架.该反应首次利用卤代苯甲酰胺去芳构化而形成的超共轭自由基为偶联体与偶氮试剂发生交叉偶联,选择性地在碳-卤键位置构建碳（叔）-碳键.此偶联策略将为深入拓展叔烷基-芳基交叉偶联提供新的思路.     

α-二茂铁烷基碳正离子与乙酰乙酸乙酯的反应

7种α-二茂铁烷基醇FcCR1R2OH(R1=H,R2=CH3,C2H5,n-C3H7;R1=C6H5,R2=H,CH3,C2H5,n-C3H7;Fc=C5H5FeC5H4)与BF3在CH2Cl2中作用,形成相应的α-二茂铁烷基碳正离子.无需分离,直接与乙酰乙酸乙酯钠盐反应,得到7种相应的取代产物.研究了碳正离子结构和反应物质的量对反应的影响,通过元素分析,IR和1HNMR确证了化合物的结构.     

高位阻硅基取代2-氨基吡啶二聚锂化物的合成及表征

以2-氨基吡啶为原料,经正丁基锂去氢后与[N,N-二(三甲基硅基)]氨基-二甲基氯硅烷反应,再次与正丁基锂反应,合成了一种新型有机锂化合物,并通过X-ray单晶衍射、1 HNMR对该化合物进行了分析和表征.