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.     

纤维素吡喃糖键裂解反应的理论研究

以1,4-二甲氧基吡喃葡萄糖为模型分子,采用密度泛函理论方法,在B3LYP/6-311++G**水平,对纤维素分子吡喃糖单元中各键的解离能及其裂解反应的热力学性质进行了理论研究.计算结果表明,键解离能最大的是C2、C3连接羟基的2个C—O键,且比其他键的解离能大得多,而键能最小的是C4—C5键,这与该键具有最长的C—C键长是一致的.C1位糖苷C1—O4键的解离能比C4位糖苷C4—O4键的大16.92 k J/mol.从键裂解活化自由能来看,最容易断裂的4个键分别是C4位的糖苷键、C5—C6脱羟甲基、C4—C5键断裂开环和C1位糖苷键.非常有意思的是在计算C5—O5键开环断裂时发现伴随有C1—C2键的断裂.进一步研究2个键同时断裂的结果表明,该断裂方式不仅键的解离能比键能最小的C4—C5键小11.37 k J/mol,而且裂解活化自由能比其他裂解方式小得多.因此,该裂解方式是纤维素分子裂解最容易进行的方式,裂解产生五元碳链双自由基中间体和另一吡喃糖环C4位甲酸酯.在此基础上,提出了纤维素老化降解产生CO/CO_2气体,糠醛和甲醇等信号分子的可能生成机理.     

硅杂苯与甲醛和二苯甲酮的Diels-Alder反应的理论研究

采用密度泛函理论(DFT)方法在B3LYP/6-311G(d,P)水平上研究了硅杂苯与甲醛和二苯甲酮的Diels-Alder反应的微观机理、势能剖面和取代基效应.计算结果表明,所研究反应均为协同的基元反应,形成1个Si-O键的反应中2个新键的形成具有较大的非同步性,而其他反应的非同步性相对较小.羰基碳原子上的苯基取代基不利于反应的进行,而硅杂苯分子中硅原子上的C(CH3)3与CCl3取代基有利于反应的进行.硅原子参与的反应在热力学和动力学上均远比不涉及硅原子的反应容易进行,而形成1个Si-O键的反应比形成1个Si-C键的反应容易进行,此结果与实验一致.     

Ga-ZSM-5催化MTO生成初始烯烃反应机理研究

采用密度泛函理论广义梯度近似方法(DFT-GGA)研究了Ga-ZSM-5分子筛上MTO反应过程中第一个C—C键及初始烯烃生成的反应机理。选用周期性模型,系统地研究了生成初始烯烃的整个反应体系,确定了各个反应物、过渡态及产物的最稳定构型,同时也确定了各个反应所涉及的反应能垒和反应热。结果表明:二甲醚生成反应可按照分步和协同机理进行。在生成初始C—C键过程中,理论上证实了一个关键性的反应中间体,即甲氧基甲基阳离子,1,2-二甲氧基乙烷是第一个包含C—C键的反应中间体,生成的初始烯烃为乙烯。     

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.     

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.     

Zr(F~3)与2-丁炔分子自旋禁阻反应C—C,C—H键活化机理的理论研究

运用密度泛函理论(DFT)B3LYP方法研究了单重态和三重态势能面自旋禁阻反应Zr活化2-丁炔分子的C—C和C—H键的反应机理.通过自旋-轨道耦合的计算讨论了势能面交叉点和可能的自旋翻转过程.反应从基态三重态开始,在活化C—C键的反应过程中出现了自旋态的改变,使得过渡态3 T4g的活化能垒从-3.58降到-10.60kJ·mol-1.在MECP4处,单重态和三重态间的自旋-轨道耦合常数为146.10cm-1,反应发生有效的系间窜越,从三重态跃迁到单重态势能面,反应势垒有所下降.     

Pt_(18)团簇催化肉桂醛选择性加氢反应机理研究

采用密度泛函理论(DFT)中的B3LYP方法,在6-31+G(d,p)基组水平上,重点研究Pt_(18)团簇对肉桂醛选择性加氢反应的催化作用.对反应通道上反应物、中间体、过渡态和产物进行结构优化.通过能量和振动频率分析以及内禀反应坐标(IRC)计算证实了过渡态和中间体的合理性.结果表明:Pt_(18)团簇催化肉桂醛选择性加氢反应有6条不同的反应路径,其中,C=O键加氢产物的最低活化能为98.42 k J/mol;C=C键加氢产物的最低活化能为122.88 k J/mol.综合分析发现Pt_(18)团簇催化肉桂醛选择性加氢反应中C=O键加氢所需的活化能最低.     

偶氮异丁腈解离反应的途径和机理解析

用量子力学方法对偶氮异丁腈(AIBN)分解反应的机理进行了系统的理论研究.应用密度泛函理论在B3LYP/6-311G*,B3LYP/6-311+G*和BHandH/6-31+G**水平上对此反应过程中所涉及的反应物、过渡态、中间体、复合物和产物的几何结构和能量进行优化计算,并给出了反应详细的势能面信息和机理解析.结果表明,偶氮异丁腈在基态下采取两键(三体)同步解离的模式进行自由基热分解反应,即Me2(CN)C-N=N-C(CN)Me2→2Me2(CN)C.+N2;在三态(诱导激发)下,则进行两键(三体)异步解离,即Me2(CN)CN=N—C(CN)Me2→Me2(CN)—CN=N…C(CN)Me2→2Me2(CN)C.+N2.计算的活化能与实验结果吻合.     

CO、CH_3-N≡C插入C_p~＊W(NO)(CH_2SiMe_3)(η~3-CH_2CHCHMe)中W-C键的选择性理论研究

应用密度泛函理论计算,对CO、CH_3-N≡C插入C_p~*W(NO)(CH_2SiMe_3)(η~3-CH_2CHCHMe)中W-C键的选择性进行了理论研究.C_p~*W(NO)(CH_2SiMe_3)(η~3-CH_2CHCHMe)与CO反应时,CO选择性地插入W-CH_2SiMe_3键之间而不是W-CH_2CHCHMe键之间,研究结果表明,和与W相连的烯丙基碳原子相比,与W和Si相连的碳原子带有更多的负电荷,因而带正电的羰基碳原子更易进攻与W和Si相连的碳原子,合理的解释了实验事实.实验还证实,对于C_p~*W(NO)(CH_2SiMe_3)(η~3-CH_2CHCHMe)与CH_3-N≡C的反应,CH_3-N≡C选择性插入W-CH_2CHCHMe而不是W-CH_2SiMe_3,很显然插入的选择性与CO相比发生了逆转.研究发现导致的原因是,尽管CH_3-N≡C插入W-CH_2SiMe_3在动力学上仍然有利,但插入W-CH_2CHCHMe在热力学上有利,而且研究表明CH_3-N≡C的插入是一个热力学控制过程,正是这个热力学控制过程导致反应最终按CH_3-N≡C插入W-CH_2CHCHMe的方向进行,得到实验上得到的产物.     

S_N2机理甲苯歧化反应脉冲动力学

本文以氦为载气,在480～540℃及20～100ml/min 范围内,研究了 H-Y 分子筛催化剂上甲苯歧化反应脉冲动力学,导出了基于表面反应为控速步骤的双分子机理脉冲动力学数学模型,并测定了反应的有关动力学参数.认为,甲苯歧化,在本文实验条件下,是按照双分子吸附的S_N2机理进行.     

氧化还原反应的趋势及反应速度

以若干反应实例说明，在判断氧化还原反应时，除了要考虑反应进行的方向和程度以外，还应考虑反应的速度问题。     

Pd催化交叉偶联反应研究进展

综述以Heck反应、Negishi反应和Suzuki反应为主导的Pd催化交叉偶联技术,着重阐述以磁性纳米粒子(MNPs)、高分子为载体的负载型Pd催化剂的研究进展及其在有机化学中的应用.     

论建立化学平衡的条件

在均相反应中由于不可能有一种物质浓度可以降为零，可以建立平衡态，反应不可能进行到底。而对于有气相产生的复相反应，可以建立平街街态，但改变气相压力可以使反应进行到底。而对于没有气体产生复相（固体液体分别是纯态）反应则不可能建立平衡量态，化学反应能进行到底.     

经典铁置换铜反应的研究及工业应用

本文报道了一种研究铁置换铜的方法．确定了体系中可能发生的全反应和副反应及其抑制，从而实现置换法工业镀铜。     

甲醇辅助的半胱氨酸乙酰化反应的密度泛函理论研究

运用密度泛函理论（Density Functional Theory）中的B3LYP方法在6—31G^＊基组水平上，研究了硫醇枯草杆菌蛋白酶（Th—Subt）活性中心的半胱氨酸（Cys）残基与底物乙酸乙酯的转乙酰基反应，并与甲醇分子辅助的乙酰基转移过程作了比较．计算结果表明，该反应有两种可能的反应路径：协同反应和分步反应．后者在竞争中占优势，是势能面上的最低能量反应通道．当甲醇分子辅助反应时，反应路径的优先次序并未发生改变，但活化势垒大大降低，降幅为38．1—85．9kJ／mol．此结果证实了实验得出的结论．     

反应矩阵在化学反应上的应用（一）—反应定理

从化学反应中提出反应矩阵的新概念,建立了用反应矩阵刻划出化学反应的反应定理,成功地应用于化学反应的实例.     

非氧化还原反应设计成原电池的一种方法

通过提出将非氧化还原反应设计成原电池的一种方法,以扩散过程、中和反应和沉淀反应等电池反应为例,说明将反应设计成原电池的具体步骤．该方法也适用于将氧化还原反应设计成原电池,还可以防止将反应错误地设计成不相符的原电池．     

反应矩阵在化学反应上的应用(三)--第2类型反应矩阵定理

建立第2类型反应矩阵的反应定理与调平定理.