正十六烷CHH和CHC五配位正碳离子之间转化反应的分子模拟

为了研究催化裂化过程中,烷烃分子中的C-H键和C-C键质子化产生具有三中心两电子键结构的CHH和CHC五配位正碳离子之间的转化反应。利用密度泛函理论的量子化学从头算法,计算了正十六烷分子链中C_4-H键和与之相邻的C_3-C_4键和C_4-C_5键质子化形成的C_4HH、C_3HC_4和C_4HC_5五配位正碳离子的结构和能量。结果表明,正十六烷质子化产生的CHH五配位正碳离子能量高于C_3HC_4和C_4HC_5五配位正碳离子。表明CHH五配位正碳离子能够转化为CHC五配位正碳离子。以C_4HH、C_3HC_4和C_4HC_5五配位正碳离子为起点进行过渡态搜索,得到了C_4HH五配位正碳离子转化为C_3HC_4和C_4HC_5五配位正碳离子的过渡态,并对过渡态进行了确认。计算得到的C_4HH五配位正碳离子转化为C_3HC_4和C_4HC_5五配位正碳离子的能垒分别为16.6kJ/mol和13.9 kJ/mol,表明CHH五配位正碳离子很容易转化为CHC五配位正碳离子。