若干重要化学反应机理和溶剂效应的理论研究

来源 :西南大学 | 被引量 : 0次 | 上传用户:rrtaobao123
下载到本地 , 更方便阅读
声明 : 本文档内容版权归属内容提供方 , 如果您对本文有版权争议 , 可与客服联系进行内容授权或下架
论文部分内容阅读
本论文运用量子化学从头算计算方法对若干重要反应的机理进行了理论研究,同时研究了某些反应的溶剂效应。气相反应均采用量子化学密度泛函理论B3LYP/6-311++G(d,p)方法研究,溶剂化效应采用导电极化连续介质模型(CPCM)在RB3LYP/6-311++G(d,p)水平下研究。本论文主要包括以下几个方面的内容。1.SiH3自由基与NO在单重态下的反应机理的理论研究。研究发现该反应只有四个能量低于反应物的产物,分别为P2(HSiN+H2O)、P3(HNSi+H2O)、P5(H2SiONH)、P6(HSiONH2)。只从反应的能量关系看,在常温常压下只有初始加合物IM01的生成是容易的,很多反应的活化能比较高,以致难于反应。但是几乎所有的中间体的相对能量均低于反应物,有的甚至远远低于反应物,如IM08和IM09分别为-480.99kJ·mol-1和-420.38kJ·mol-1,它们甚至有可能作为最终产物而存在。通过理论计算我们得到了产物P2(HSiN+H2O)、P3(HNSi+H2O)的生成通道,计算还预测到另外四种产物的生成途径:P1(HsiO+H2)、P4(HSiNO+H2)、P5(H2SiONH)和P6(HSiONH2)。另外,前人对产物P2(HSiN+H2O)、P3(HNSi+H2O)报道的生成通道只有:R(SiH3+NO)→IM01(SiH3NO)→IM03(SiH2NHO)→IM04(SiH2NOH)→P2(HSiN+H2O),R(SiH3+NO)→IM01(SiH3NO)→IM03(SiH2NHO)→IM04(SiH2NOH)→IM05(SiHNHOH)→P3(HNSi+H2O),由于P2(HSiN+H2O)和P3(HNSi+H2O)之间存在过渡态,所以生成产物P2(HSiN+H2O)利P3(HNSi+H2O)的路径也较多,而且基本都是可行的。本文找到了其它反应通道和产物,这些反应通道和产物还有待实验去验证。2.亚硝基苯与甲醛在单重态势能面上分别在气相和溶剂中的反应机理的理论研究。找到两条反应通道:协同机理和分步机理,均生成实验产物N-苯基氧肟酸C6H5NOHCHO。依据ET(30)值和ε值选取6种不同溶剂:水、乙醇、乙腈、二氯甲烷、四氢呋哺、环己烷(标准介电常数分别为78.39,24.55,37.64,8.93,7.58,2.02),采用导电极化连续介质模型(CPCM)在CPCM/RB3LYP/6-311++G(d,p)水平下计算该反应的溶剂化效应,得出如下结论:(1)气相中亚硝基苯与甲醛反应有协同和分步机理两个反应通道,分步机理是主要反应通道;(2)这些溶剂可降低反应的活化能,但反应对溶剂的极性不敏感,与酸催化的反应有明显的溶剂效应不同;(3)从理论上支持了Pilepi(?)提山的含有亚硝基的化合物中亚硝基的N比O亲核更强的结论;(4)从理论上支持了Pilepic'提出的结论:在没有加催化剂的任何溶剂中该体系在室温下也无明显反应的,因为在水中活化能最低的分步机理决速步的活化能垒也达144.36kJ·mol-1。3.芳烃基亚硝基化合物亚硝基苯和脂肪族亚硝基化合物2—甲基—2—亚硝基丙烷与甲醛的反应机理以及溶剂效应的理论研究。依据ET(30)值和标准介电常数ε值选取三种不同溶剂:乙醇、乙腈、水(标准介电常数分别为24.55、37.64、78.39),采用导电极化连续介质模型(CPCM)在CPCM/RB3LYP/6-311++G(d,p)水平下计算溶剂效应。得出如下结论:(1)气相中亚硝基苯,2—甲基—2—亚硝基丙烷与甲醛反应有协同和分步机理两个反应通道,分步机理是主要反应通道;(2)对溶剂效应不敏感,与酸催化的反应有明显的溶剂效应不同;(3)从理论上支持了Pilepi(?)提出的含有亚硝基的化合物中亚硝基的N比O亲核更强的结论;(4)从理论上支持了Pilepic'提出的结论:在没有加催化剂的任何溶剂中该体系在室温下也无明显反应的,因为在水中活化能最低的不论是亚硝基苯还是2—甲基—2—亚硝基丙烷与甲醛的反应分步机理决速步的活化能垒也分别达144.36和124.10kJ·mol-1;(5)仅从热力学角度看,脂肪族硝基化合物的亲核加成比芳烃基硝基化合物的加成容易些,证明了w.Lijinsky的观点。
其他文献
通过引进国外先进的工艺技术、设备,对淮化硝酸系统原有的工艺技术优化,新老系统合理配置,重新整合,达到了预期的效果。
为贯彻落实党中央、国务院关于建设网络强国、深化"互联网+政务服务"等重大决策部署,推动"互联网+"在社会组织、社会工作、志愿服务、慈善募捐等领域健康发展,日前,民政部制
<正>近日,一位朋友十分兴奋地告诉我,他即将动身前往香港,此行的目的只是为了找寻王家卫电影里呈现的一派香港市井之象,在他的电影音乐里体验一次特别的旅程。看王家卫,前前
文章基于对当下社会艺术与设计的观察与思考,提出了艺术与设计之间关系始终不明的问题,并结合艺术与设计的发展历程研究,列举实际工作与社会生活中的具体实例,对当下社会艺术与设
目的探讨蜻蜓展翅针法治疗膝骨性关节炎(knee osteoarthritis,KOA)患者的临床疗效。方法将40例来自郴州市第一人民医院与资兴市中医院康复科的KOA患者随机分为观察组和对照组
表面是材料的物理性质、化学性质发生空间突变的二维区域。材料的许多重要物理过程和化学过程首先发生在表面,同时材料的很多破损和失效也首先起源于表面。因此,表面是材料与外
<正>概述随着生活,工作的现代化,智能化,楼宇、小区内需要的系统及设备越来越多,最基本的有通信系统(计算机、电话、电传、传真)、闭路电视系统(有线电视、卫星电视、自办电
电影、电视剧播完了,它去哪了?就没了?从百姓的角度来看,一个电视剧播完只会越来越旧,但游戏不一样,不论是传统的打牌还是今天的通关,你会发现,它可以一直玩下去,而且每次玩起来感觉都
报纸
稀土离子镨激活的碱土金属钛酸盐是一类化学性能稳定、发光强和色纯度高的红色发光材料,并且其余辉呈慢衰减的特性。本文综述了稀土金属离子镨激活的碱土钛酸盐红色长余辉材
针对传统的楼宇自动蓄水系统缺乏人机交互性和对需水量准确定量测量的缺点,提出以ATmega8单片机为核心的智能化楼宇自动蓄水控制系统。系统利用改进后的洗衣机用谐振式液位传