CH2XO(X=Cl,Br)与O2反应机理的理论研究

采用B3LYP和MP2方法在6-311++G(d,p)水平上研究了CH2XO(X=Cl,Br)自由基与O2反应的微观机理,找到了3个可能的反应通道,其中生成HC(O)X+HO2的通道为主反应通道,验证了动力学实验结果.运用电子密度拓扑分析方法讨论了反应过程中化学键的变化规律及结构过渡态与反应热之间的关系,为大气化学中CH2XO的实验研究提供理论依据.     

铂类化合物催化氯代丙烯羰基化反应机理的理论研究

采用密度泛函理论,在B3LYP/6-311G**/RECP水平下对铂类化合物催化氯代丙烯的羰基化反应进行了理论计算研究,对势能面上各稳定点进行了全几何参数优化,通过频率分析确认了过渡态,并采用内禀反应坐标(IRC)进行了验证,用连续介质模型(PCM)计算了在CH2Cl2溶液中的溶剂化效应.结果表明,此标题反应有3条反应通道:π,σ和π+σ作用通道.比较发现,对于π+σ作用通道,反映在势能面上速控步的能垒最低,为标题反应的主反应通道.同时还发现当体系中的CO浓度增大时,活性催化体由Cl2Pt(PH3)2通过依次离去配体PH3生成Cl2Pt(CO)PH3和Cl2Pt(CO)2,其最有利的反应通道为类π+σ作用通道.     

NCO自由基与H反应的机理和动力学

研究采用密度泛函理论中的B3LYP方法,在6-311G(d,p)基组水平下,优化反应物、产物、中间异构体和过渡态分子,得到可靠的几何构型和频率.通过内禀反应坐标计算,确认了四条反应通道,并且以通道中中间体、过渡态相对能量为基础,讨论了各反应通道的优先顺序.在反应中,H和NCO的初始连接有两种方式,H分别进攻NCO两端的N和O,进行无势垒加合,得到两个低能中间体HNCO和HOCN.HNCO中∠NCO从172.9°减小到69.0°,生成一个相对能量较高但N—C键较长的中间体,该中间体发生N—C键断裂生成主要产物P1(CO+NH).从HNCO和HOCN出发均可生成次要产物P2(CN+OH),而从HNCO出发还有另一条生成产物P3(CH+NO)的路径,反应沿该路径进行的可能性较小.     

DFT研究大气环境中HCNO与Cl反应的产物通道

用密度泛函理论研究了大气环境中Cl与雷酸(HCNO)分子反应的机理.在6-311++G**和6-311G**基组水平上,优化得到了反应物、过渡态、中间体和产物的几何构型;在B3LYP/6-311++G**优化的构型基础上,利用CCSD(T)/6-311++G**方法对各驻点的单点能量进行校正;通过振动分析对过渡态和中间体构型进行了确认.计算结果表明:Cl与HCNO分子的反应通过Cl对HCNO分子中O或C原子进攻的多步反应得到了三种产物.其中,Cl加成到HCNO分子中O原子上消去OCl基团的反应是主反应通道,P1(HCN+OCl)为主要产物.     

CH_2XO(X=Cl,Br)自消去反应机理的理论研究

采用B3LYP方法6-311++G(d,p)基组,研究了CH_2XO(X=Cl、Br)自由基自消去反应的机理,找出了8条反应通道,其中生成HC(O)+HCl的通道和HCHO+Br的通道为主反应通道。通过波函数分析方法,探讨了反应过程中化学键的变化规律,为大气化学中CH_2XO(X=Cl、Br)的实验研究提供理论依据。     

铜卡宾CH3CuCX2(X=F、Cl、Br和I)与乙烯反应的密度泛函研究

目的为了提高和发展选择性方法生产新的活性试剂。方法用密度泛函B3LYP方法研究了过渡金属铜卡宾与乙烯的环丙烷化反应的机理。结果对4种不同铜的SS试剂CH3CuCX2(X=F、Cl、Br和I)分别和CH2CH2反应的各反应物,中间体,过渡态和产物构型的全部结构几何参数进行了优化,并用内禀反应坐标(IRC)计算和频率分析方法,对过渡态进行了验证。结论结果表明:CH3CuCX2(X=F、Cl、Br和I)与CH2CH2环丙烷化反应可能按通道A和B进行,只是按通道B进行更容易一些。     

Cl+CH3I反应的微观机理的理论研究

利用从头算方法,对多通道反应体系Cl+CH3I的反应机理进行了理论研究.在MP2/3-21G**水平下,优化了反应物、络合物、生成物和过渡态的几何构型,并对得到的平衡几何构型进行了篱谐振动频率分析.在相同水平下以过渡态为出发点,通过内禀反应坐标理论,计算了反应的最小能量路径.并且在QCISD(T)/MIDIX高水平下进行了单点能量校正,对反应分子静电势拓扑图及各反应通道反应能垒进行了分析.结果表明:该反应存在4条可行的反应通道,其中氢提取反应通道生成HCl和CH2I为主反应通道,其他反应通道为次反应通道;CH3I中的H原子被Cl原子取代后,使碳氢键变得更为活泼.     

F和Cl原子与甲烷反应机理的理论研究

作者用量子化学从头计算UMP2（full)方法，在6－31G^*水平上研究F和Cl原子与甲烷分子之间的反应机理，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原子在与甲烷分子反应过程中有氢键生成，键能为：3.71kJ/mol，而Cl原子甲烷分子在反应过程中则无此现象。同时作者还对F和Cl原子与甲烷分子在之间反应动力学速率常数进行了计算，作者的理论计算结果显示F原子和甲烷分子之间反应活性比Cl原子与甲烷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。     

CH2CO + OH的多通道反应的理论研究

用密度泛函B3LYP/6-311 G**方法和G2(MP2)、G3B3理论研究了CH2CO与OH自由基反应的微观机理,揭示了该反应的加成-消除机理,结果表明直接吸氢机理不存在.并发现生成CH2OH CO的反应是主反应通道.理论计算结果较好地解释了实验观察到的主要产物和副产物并存的现象.     

CH(X~2Π)与NH_3反应机理的量子化学研究

对CH(X2Π)自由基与NH3的反应进行了量子化学研究.分别在B3LYP/6311++G(d,p),B3LYP/6311++G(3df,3pd),MP2/6311++G(d,p)和MP2/6311++G(3df,3pd)水平优化了反应势能面上各驻点的几何结构,并在QCISD(T)/6311++G(3df,3pd)水平上计算了各驻点的能量.通过IRC计算确认了过渡态,确定了反应的机理.     

CHzCO＋OH的多通道反应的理论研究

用密度泛函B3LYP／6-311＋＋G^＊＊方法和G2（MP2）、G383理论研究了CH2CO与OH自由基反应的微观机理,揭示了该反应的加成-消除机理,结果表明直接吸氢机理不存在．并发现生成CH2OH＋CO的反应是主反应通道．理论计算结果较好地解释了实验观察到的主要产物和副产物并存的现象．     

O(1D)与CF3Cl反应的理论研究

用量子化学密度泛函理论（DFT）方法，对O（^1D）与CF3CI的反应进行了研究．在B3LYP／6-311＋G（d），B3LYP／6-311＋G（2df，2pd）计算水平上，优化了反应物、产物、中间体和过渡态的几何构型。并在QCISD（T）／6-311＋＋G（d，p）水平上计算了单点能量，为了确证过渡态的真实性，在B3LYP／6-311＋G（d）水平上进行了振动分析．研究结果表明，O（^1D）与CF3Cl反应中存在4个反应通道，其中生成产物：P1（CF3O＋Cl）和P2（CF3＋CIO）的通道应为主反应通道．     

CH3I与O(3P)反应的理论研究

用密度泛函理论(DFT)方法,对O(3P)与CH3I的反应机理进行了理论研究．在UB3LYP／6—311 G(d, p)水平上(对I原子使用赝势基组)优化了反应物、产物、中间体和过渡态的几何构型,并用耦合簇理论CCSD(T) 计算了单点能量．为了确证过渡态的真实性,在UB3LYP水平上进行了内禀坐标(IRC)计算和频率分析．研究结果表明,该反应存在3条通道,其中生成CH2I和OH的通道为反应的主要通道,反应的活化能为66．1 kJ／mol．     

OH自由基与CS2反应机理的理论研究

用量子化学密度泛函理论(DFT)和G3方法，对OH自由基与CS2的反应进行了研究,在B3LYP／6-31G*,B3LYP／6-311 G(3df，3pd)G3计算水平上,优化了反应势能面上各驻点的几何构型，并对它们进行了内禀反应坐标(IRC)计算和振动分析，以确定中间体和过渡态的真实性，研究结果表明：OH自由基与CS2反应的产物为COS和SH，计算结果与实验结果一致。     

CCl自由基的氧化反应机理

在UB3LYP/6-311Gd,p水平上研究了CCl自由基与O2反应的微观机理.优化得到了反应路径上各驻点的构型.研究发现,CCl+O2反应有Cl+CO2、ClO+CO和ClCO+O3种产物通道,其中Cl+CO2可能为主要反应通道.     

肟和环戊二烯杂Diels-Alder反应的理论计算

应用量子化学中的密度泛函（B3LYP/6-311G(d,p)）和二级微扰（MP2/6-311G(d,p)）方法对肟和环戊二烯的杂Diels-Alder反应机理进行了计算.结果表明,碳氮键先于碳碳键生成,碳氮键和碳碳键的生成与断裂属非同步的协同过程,C=O键在反应中钝化,不参与反应;反应符合前线轨道理论,利于反应进行;从热力学和动力学角度分析,此反应可以进行,优化计算的结果意义较大;反应计算数据与已有实验结果一致.     

CO与HO2或NO2反应机理的计算研究

用密度泛函DFT（B3LYP）方法和MP2从头算方法,在6-311G（d,p）,6-311＋＋G（d,p）基组水平上研究了CO＋HO2-C02＋OH,CO＋NO2-CO2＋NO2个反应的过渡态结构和反应机理,沿IRC分析指出反应均为协同完成的一步反应．同时计算了2个反应的活化位垒和反应焓变,并与实验估计值进行了比较．对CO与H02的反应采用MP2／6—311＋＋G（d,p）方法,计算所得反应位垒为100．98kJ／mol,与实验估计值93．60kJ／mol基本接近,对CO与N02的反应采用B3LYP／6—311＋＋G（d,p）方法,计算所得反应位垒为115．99kJ／mol,比实验估计值141．51kJ／mol低25．52kJ／mol．计算同时表明2个反应均为放热反应．     

乙酸乙酯制备反应的理论研究——计算化学在基础有机化学实验中的应用(I)

对乙酸乙酯制备的酯化反应进行密度泛函理论的B3LYP和微扰理论的MP2计算,得出反应的热力学参数,并从热力学的角度考查了酯化反应的特点.     

氧原子对二甲基亚硝胺羟基化反应的机理研究

用量子化学密度泛函（DFT)方法,在B3LYP/6-31G**水平下,研究了氧原子对二曱基亚硝胺(NDMA)羟基化的反应机理。结果表明,氧原子对NDMA曱基上CH键的直接氧化过程,比经单-三交叉点的反应路径要容易的多。反应势能面进一步说明,氧化方式下的羟基化反应是容易进行的放热反应;溶剂化效应和MP2/6 -311G* *更高级别的计算,不改变其反应机理,只改变了活化能的大小。     

HONO与HCl反应的量子化学研究

用量子化学密度泛函理论(DFT)和四次组态相互作用(QCISD(T)),对HONO与HCl的反应进行了研究.在B3LYP/6-311G**计算水平上,优化了反应势能面上各驻点的几何结构.在QCISD(T)/6-311G**水平上计算了单点能量.确定了反应机理,HONO与HCl反应主要生成产物为ClNO H2O.