啶虫脒属于一种新型的氯化烟碱类杀虫剂,具有独特的杀虫机理,对环境友好的特性,因而在农业生产中得到广泛地应用。然而啶虫脒的大量生产和使用,将会在农作物,蔬菜和水中积累,尤其是啶虫脒在水中不断地积累,将会对人类的健康造成潜在的威胁。尽管啶虫脒大量的使用,但是至今对其降解的研究很少。据报道,啶虫脒可以在大多数有机试剂中,比如丙酮,甲醇,乙醇,乙腈,并且在水中的溶解度更大(4.25 g/L)。水解是啶虫脒在环境中的一种重要的降解途径,因此研究啶虫脒在环境中水解过程具有十分重要的意义。但是,据我们所知,对于啶虫脒的水解机理研究很少且它的水解机理尚不清楚。因此我们对啶虫脒的水解机理进行了理论研究。pH值是影响啶虫脒水解反应的一个主要的环境因素。在第三章,我们主要采用B3LYP和MP2计算方法,结合6-311+G(d,p)基组分别对啶虫脒在酸性、中性及碱性条件下的水解机理进行了理论研究。在气相中,分别优化了各反应途径中反应复合物、过渡态、中间体以及产物复合物的几何构型,并通过振动分析确定了反应的过渡态和中间体的真实性。此外,为了模拟水溶液中反应的进行,我们利用导体极化连续介质模型(CPCM)进行全优化计算以确定水的溶剂效应。计算结果表明:不论是在气相还是水溶液中,啶虫脒的水解反应在碱性条件下容易进行反应,而在中性和酸性条件下反应非常缓慢,因此我们推断出啶虫脒的水解过程是碱性水解,这与实验结论一致。而且在碱性条件下的水解反应途径Path B为最优反应路径,即啶虫脒羟基上的H原子转移到N3原子上的过程。该途径的自由能垒最低为25.74 kcal/mol,此时活化能垒为26.77 kcal/mol与实验根据阿仑尼乌斯方程k=A·exp(-EA/RT)计算水解反应得出的活化能数据107.2 k J/mol(25.62kcal/mol)十分接近。该研究对啶虫脒的水解反应过程进行了详细地阐述,不但可以为实验得到的结果做出合理的解释,还可以为啶虫脒的水解实验提供合理的预测,提供实验上无法检测到的中间体、过渡态的构型,从而提高实验研究能力和效率。本论文工作可以为以后该类型的水解反应的研究提供有价值的信息。