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本文运用密度泛函理论(DFT)研究了β-环糊精(β-CD)的催化机理。包括:(1)β-环糊精催化邻苯二胺和苯甲醛的反应;(2)β-环糊精催化对硝基苯基乙酸酯与α-丙氨酸的反应;(3)β-环糊精催化2-溴苯乙酮与硫代苯甲酰胺的反应。第一,在β-CD催化作用下,邻苯二胺和苯甲醛转化生成2-苯基苯并咪唑的反应效率显著提高,用密度泛函理论对反应机理进行了研究。根据能量参数(相互作用能,变形能)和结构变化,判断各反应物进入环糊精包合的先后顺序及其反应过程(邻苯二胺以氨基为首端从环糊精的大口端进入形成包合物,苯甲醛以苯环为首端从小口端进入邻苯二胺和环糊精的包合物中)。前线分子轨道理论(HOMO-LUMO)、福井(Fukui)函数和Mulliken电荷分布,综合自然键轨道理论(NBO)与核磁共振波谱(NMR)揭示反应过程中的电子转移,并由此推测出可能存在的反应机理。结果表明,反应过程中在β-CD作用下反应的选择性和活性得到提高。第二,实验表明,在β-环糊精参与下,对硝基苯基乙酸酯和α-丙氨酸的反应速率能显著地提高,环糊精的催化作用明显。我们主要用密度泛函理论讨论了β-环糊精与对硝基苯基乙酸酯之间的相互作用,并推测了可能的反应机理。根据能量(相互作用能,变形能)参数和结构变化,确定客体分子的反应模型和反应过程(对硝基苯基乙酸酯以硝基为首端从β-环糊精的大口端进入空腔),通过前线分子轨道(HOMO-LUMO),Dual descriptor(DD),氢键和核磁共振波谱(NMR)等的分析揭示电子的转移,从而推断可能的反应机理。计算结果表明β-CD在对硝基苯基乙酸酯与α-丙氨酸的反应中起了催化作用,提高了反应速率和选择性。第三,实验证明在β-环糊精作用下,溴苯乙酮和硫代酰胺类的反应速率和产率有所提高。着重研究了两个客体分子与环糊精分别进行包合的可能性,以及包合物性质的变化。根据2-溴苯乙酮和硫代苯甲酰胺分别与环糊精包合的优化分析,确定两者包合后最稳定的构型,结合前线分子轨道,Mulliken电荷,核磁共振波谱等分析包合后两者的相互作用和结构变化。计算结果表明环糊精在与客体分子包合后两者的化学环境都发生变化,客体分子中主要基团的电荷密度发生改变。计算结果与实验结果一致,并推测了可能存在的反应机理。