多环芳烃与不饱和自由基氢提取反应类的动力学研究

对2~6个环的多环芳烃的氢提取反应类进行了系统研究,提取氢原子的不饱和自由基包括丙炔基自由基(C_(3)H_(3))、烯丙基自由基(C_(3)H_(5))、丁二烯基自由基(nC_(4)H_(5),iC_(4)H_(5))、环戊二烯基自由基(C_(5)H_(5))以及苯基自由基(C_(6)H_(5)).采用M06-2X/cc-pVTZ方法得到了多环芳烃的电子结构信息,利用过渡态理论并结合Eckart隧道校正,计算了所有反应在500~2500 K范围内的反应速率常数.考察了多环芳烃的大小、结构对反应速率常数的影响,对比了不同氢提取自由基及不同氢提取反应类型的速率常数.结果表明,多环芳烃的大小对反应速率常数影响不大,但是多环芳烃的环结构对反应速率常数影响较大.将不同的氢提取反应类简化为发生在五元环上的C_(5)类和发生在六元环上的C_(6)类两类,结果表明,C_(6)类的反应活性高于C_(5)类.研究了nC_(4)H_(5),iC_(4)H_(5)以及C_(6)H_(5)自由基与多环芳烃的氢提取反应,它们的氢提取反应活性大小顺序为C_(6)H_(5)>nC_(4)H_(5)>iC_(4)H_(5).通过对每类典型反应的速率常数取平均值,总结出相应类型的速率规则,可用于构建多环芳烃和碳烟机理.

三氟乙烷与氟原子氢提取反应的动力学研究

采用双水平直接动力学方法研究了氢提取反应CH3CF3＋F—CH2CF3＋HF的反应机理．首先用MPW1K／63u＋G（d，p）方法优化了驻点的几何构型，并在相同水平上进行了频率分析，利用内禀反应坐标理论获得了最小的反应能量途径；随后，为了得到更准确的能量信息，采用MCG3MPWPW91／／MPW1K方法进行了单点能量校正；最后，根据变分过渡态理论计算了该反应在200～2000K温度范围内的速率常数．结果表明，理论计算值与已有的实验值吻合．

十六烷酸甲酯氢提取反应速率常数研究

氢提取反应作为燃料消耗的主要反应路径在燃烧过程中占据非常重要的地位.本文采用一种基于能量的分块方法(GEBF)将CCSD(T)-F12a/cc-pVTZ应用到十六烷酸甲酯(C_(15)H_(31)COOCH_3)与氢原子发生的氢提取反应高精度能垒的计算中,并基于此分析了M06-2X/6-311++G(d,p)方法计算的反应能垒的精确性.然后采用过渡态理论计算反应速率常数,计算结果显示在C_(15)H_(31)COOCH_3+H体系中,靠近酯基的α位点的氢提取反应不再占据主导地位,氢提取反应倾向于发生在离酯基较远的亚甲基位点,而较难发生在靠近酯基的部分位点和两个甲基位点上。我们分析发现,大分子中数量众多的低频振动对于速率常数的计算有很大的影响,因此为了得到更精确的速率常数,应该将大分子的低频振动处理为分子内阻尼转动。

N-(ω-三甲基硅烷基醚)马来酰亚胺的光诱导单电子转移反应

合成了两个N-(ω-三甲基硅烷基醚)马来酰亚胺衍生物(2a,2b),并以2a,2b为光反应底物在HCN,MeOH,30%H_2O-HCN,丙酮等溶剂中进行了光反应.结果显示,化合物2a在强的亲硅性溶剂MeOH,30%H_2O-MeOH,30%H_2O-HCN中经单电子转移反应以很高的产率和区域选择性生成环胺醇产物3,在HCN、丙酮等弱的亲硅性溶剂中发生[2+2]环加成副反应生成双分子偶合产物5;2b无论是在强的亲硅性溶剂,还是在弱的亲硅性溶剂HCN、丙酮中,部发生分子内单电子转移反应,生成分子内双离子自由基中间体8.一部分8发生脱三甲基硅烷基反应生成环化物4的前体分子内双自由基9,多数8发生特殊的分子间偶合反应得到不对称双分子偶合产物6.所有新化合物均经NMR和质谱验证.