几种含氧杂环化合物的芳香性:一个理论研究

使用Gaussian94程序包,在B3LYP／6-311 G**基组水平上对2,3-二氢呋喃、2,5-二氢呋喃四氢呋喃、1,3-二氧杂环戊二烯和苯并1,3-二氧杂环戊二烯进行了全优化,并应用结构分析、振动模式分析和电子布居分析对主题化合物进行了充分讨论。应用电子布居分析,得到了芳香性顺序:THF>BDO>2,3-二氢呋喃>1,3-二氧杂环戊二烯>2,5-二氢呋喃。而且,运用TAC的电子布居分析是研究分子结构和芳香性的一种好方法。     

BC2nB(n=1-5)的理论研究

用Gaussian94程序包,在B3LYP／6-311 G**上对线型碳链BC2nB(n=1-5)进行了研究。它们属于D∞h点群．具有特殊的结构,用电子布居分析和振动模式分析来研究这种特殊结构。振动分析表明,属于平面弯曲和面内摇摆的振动模式是简并的,并且属于g对称性的所有面内弯曲和对称伸缩模式都没有或仅有很弱的IR活性。非对称伸缩模式(∑(?))总是有特别高的IR活性。     

HSS和OH反应机理的理论研究

应用量子化学计算方法研究HSS和OH的反应机理。在B3LYP/6-311+G(2df,p)水平上对HSS和OH反应过程中所有物种进行了构型优化和频率计算。采用QCISD(T)/6-311+G(3df,2p)方法的能量数据,构建了标题反应的势能剖面。结果表明,HSS和OH反应体系中存在4条通道,主通道为OH中O原子夺取HSS中H原子形成产物P1(H_2O+S_2),该通道包含3条路径其表观活化能分别为-72.15,-33.07和-31.41 kJ·mol~(-1),优势路径经过环状过渡态TS1。基于统计热力学原理,预测了稳定物种的热力学性质。     

噻吩与过氧化氢气相反应机理的理论研究

采用密度泛函理论的B3LYP方法,在6-311+G（d,p）基组水平上研究了C₄H₄S与H₂O₂的微观反应机理,全参数优化了反应势能面上各驻点的几何构型,振动分析和内禀反应坐标（IRC）分析结果证实了中间体和过渡态的真实性,计算所得的键鞍点电荷密度的变化情况也确认了反应过程。结果表明,反应分2步进行,主要经历了O对S的进攻、H转移以及O-O键断裂的历程,决速步骤的活化能为157.3 kJ/mol,能垒高于甲硫醇、甲硫醚和过氧化氢反应的类似步骤。     

CHF+O2反应的理论研究

为了弄清CHF与O2反应在单重态势能面(PES)上的机理,我们在B3LYP/6-311++G(d,p)水平上对该反应作了详细的理论研究。优化了反应势能面上的反应物、中间体、过渡态和产物的几何构型,并在相同水平上用内禀反应坐标法确认了中间体和过渡态之间的相关性。为了获得准确的能量,我们将B3LYP/6-311++G(d,p)方法优化得的各驻点几何构型用QCISD/6-311++G(d,p)作了单点能计算。研究发现CHF+O2反应,第一步经无势垒络合生成HFCOO,然后经过一系列的异构化和断键过程,生成P1(HCO+FO)、P2(HF+CO2)和P3(CO+HOF)。其中P1(HCO+FO)通道最缺乏竞争力,而P2(HF+CO2)通道最有优势。在产物P2和P3的生成路径中,所有的过渡态能量都低于反应物,因而该反应在低温中起着重要作用。     

煤自燃生成一氧化碳和水的反应机理研究

应用傅立叶变换红外光谱仪研究煤在氧化自燃中不同温度所生成的气体产物.在30%～100%左右有水和二氧化碳气体析出,温度升至105℃～150%左右时,有一氧化碳生成.采用密度泛函B3LYP法,在6-311G基组水平上研究煤与氧发生自燃反应生成水和一氧化碳的反应体系,对反应势能面上各驻点的几何构型全优化,用频率分析法和内禀反应坐标(IRC)法验证过渡态.计算结果表明,煤自燃生成一氧化碳的反应是氧分子攻击苯环侧链上丙基末端的碳原子,使丙基生成带醛的基团(-CH2-CH2-CO-H)和水,而带醛的基团继续分解生成一氧化碳.由反应活化能可知,生成水和一氧化碳的反应是一个自发式反应.     

二甲基硫醚与过氧化氢反应机理的研究及溶剂效应

采用密度泛函理论的B3LYP方法,在6-311+G(d,p)基组水平上研究了CH3SCH3与H2O2的微观反应机理,全参数优化了反应势能面上各驻点的几何构型,振动分析和内禀反应坐标(IRC)分析结果证实了中间体和过渡态的真实性,计算所得的键鞍点电荷密度的变化情况也确认了反应过程.结果表明,反应共分2步进行,主要经历了O对S的进攻、H转移以及O-O键断裂的历程.并分别考察了其在水中和甲苯的溶剂效应.结果表明,溶剂效应降低了反应的活化能,并使过渡态红外光谱蓝移.     

BH2+与H2S反应机理的量子化学及电子密度拓扑研究

采用密度泛函方法B3LYP和耦合簇方法CCSD在6-311 G(d,p)条件中,研究BH_2~ 与H_2S的气相离子-分子反应的微观反应机理。优化反应势能面上各驻点的几何构型,通过振动分析和IRC计算证实中间体和过渡态的真实性和相互连接关系。采用电子密度拓扑分析反应(1)进程中的若干关键点,讨论反应进程中化学键的断裂、生成和变化规律,找到了该反应的结构过渡区(结构过渡态)和能量过渡态。     

从头算及变分过渡态理论研究尿素和甲醛的反应

用从头算方法在MP2/6-31+G(d)水平下研究了尿素和甲醛反应机理,在从头算给出的信息基础上,用变分过渡态理论加小曲率隧道效应计算了(200~3000)K温度范围内尿素和甲醛反应的速率常数。脲与甲醛的反应是较简单的加成反应,反应的基元过程主要是氮氢键的断裂和氧氢键的生成。在MP2/6-31+G(d)理论水平下,反应的势垒高度为32.83kcal·mol-1。计算的速率常数展示出较强的非Arrhenius行为,速-温关系3参数公式拟合为:k (T )=(3.32×10(-43) )T (8.32)exp( -9027.8 / T) /(cm 3 ·molecule (-1) ·s( -1) )。     

锗苯与甲醛和二苯甲酮的Diels-Alder反应的计算研究

采用密度泛函理论(DFT)在B3LYP/6-311G(d,p)水平对锗苯与甲醛和二苯甲酮的Diels-Alder反应的微观机理、势能剖面、取代基效应及溶剂化效应进行了理论计算。结果,所研究的反应均为协同的基元反应,形成Ge-O键的反应中,形成2个新键较大不同步,其它反应的不同步性相对较小。羰基碳原子上的苯基取代基于反应不利,而锗苯分子中锗原子上的C(CH_3)_3与CCl_3取代基则有利。在热力学和动力学上,有锗参与的反应均远比无锗的反应容易,而形成Ge-O键的反应比形成Ge-C键的反应容易,结果与实验一致。四氢呋喃溶剂对所研究反应的势能剖面影响较小。4个形成Ge-O键的反应在四氢呋喃溶剂中进行时,其活化能垒分别为38.03、89.75、29.92和29.87 kJ·mol~(-1)。     

利用主成份分析法确定平行反应的机理

对两个分支的平行反应,当两个分支的反应级数相同时两种产物的动力学谱线性相关;反之则与线性无关。基于这一原理,提出利用主成分分析法处理反应在线过程中测得的动力学-光谱二维数据矩阵,根据主成分数就能确定两分支的反应级数是否相同,并进一步推断反应机理是否相同。在此前提下,借助目标试验因子分析结合数值遗传算法可解析出动力学参数及有关组分的纯光谱。将上述方法应用于不同机理平行反应模拟数据的解析,获得的主成分数与已知反应机理相符,动力学参数和有关组分的纯光谱也与给定值吻合。     

氢原子和乙腈反应的振动光谱和反应机理

在B3LYP／6-311 G**上,氢原子和乙腈的反应被深入研究。经过零点能校正后能位面被作了出来。用振动模式分析充分研究了所有反应通道以阐明反应机理。由计算可以得出,碳加成通道是能量上最有利的,主要产物是HCN,CH4和C2H6。     

亚硝酰氢与羟基自由基反应的密度泛函理论研究

用密度泛函理论研究了HNO OH反应机理。在(U)B3LYP/aug-cc-pVTZ水平上,优化了反应通道上各驻点(反应物、中间体、过渡态和产物)的几何构型,获得了零点能校正后的反应势能曲线。研究表明:根据进攻方式的不同,有3个反应通道,反应通道不同则产物不同。反应的主要产物是NO H_2O,次要产物是NH_2 O_2;主要产物和次要产物与反应物的总能量之差(经零点能校正后)分别为-133.42 kJ/mol和150.44 kJ/mol。生成主要产物时主要反应通道的活化能为102.11 kJ/mol。     

CH3S与CH2SH自由基反应的密度泛函理论研究

用量子化学从头算和密度泛函理论(DFT)对CH3S与CH2SH自由基反应进行了研究。在B3LYP/6-311+G(d,p)水平上优化了反应通道各驻点物种(反应物、中间体、过渡态和产物)的几何构型,用内禀反应坐标(IRC)计算和频率分析的方法对过渡态结构及连接性进行了验证。在QCISD(T)/6-311++G(d,p)水平上计算了各物种的单点能,并对总能量进行了零点能校正。研究结果表明,CH3S与CH2SH反应为多通道反应,有3条可能的反应通道。反应物首先通过C-S键相互作用形成链状碳-硫偶合中间体IM1,再经过裂解和脱氢气机理生成主要产物P1(CH3SH+CH2S)和次要产物P2和P3。根据势能面分析,所有反应均为吸热反应。相对于CH3S与CH2SH,各产物能量分别为(-175.2,335.5和331.5)kJ.mol-1。     

3-卤代吲唑水助质子转移反应机理的理论研究(英文)

在密度泛函B3LYP/6-311G**理论水平上,对气相和水相中3-卤代吲唑瓦变异构体进行几何构型伞自由度优化,获得它们在气相和水相中的几何结构和电子结构,PCM反应场溶剂模型用于水相计算.结果显示在气相和水相中,3.卤代吲唑的N1-H形式比N2-H形式稳定.探讨了不同的3-取代基团和溶剂化效应对互变异构体的几何结构,能量,电荷分布以及互变异构反应活化能的影响等.进一步研究了3-卤代吲唑水催化质子迁移的反应机理,提出了平面五元环的过渡态结构.     

3DS MAX模拟卤代烷烃β-消除反应机理(E1、E2)

介绍用3DS MAX 3．0软件模拟卤代烷烃分子的原子结构模型以及用此三维空间原子结构模型动画展示有机化学反应E1、E2的反应机理。设计了反应机理的中间递变过程、原子模型的递变过程和整个分子结构的立体递变过程。