吡啶气相光氯化反应机理的理论研究──夺氢机理过渡态和IRC解析

氯自由基与吡啶分子发生夺氢反应生成 2 -氯吡啶、 3-氯吡啶和 4 -氯吡啶等不同产物主要由两个连续的基元反应组成 .研究了生成不同氯代产物的每一个基元反应过渡态 ,计算比较了不同反应路径活化能的高低 ,结果表明 ,不同产物以生成 2 -氯吡啶的活化能最低 ,生成 2 -氯吡啶两个连续基元反应的活化能分别为8.33k J/mol和 1 .5 1 k J/mol,反应优先生成 2 -氯吡啶 ,并对邻位反应路径进行了键级、净电荷密度和 IRC解析 .

酶催化过渡态理论在药物分子设计中的应用

评述了近几年来酶催化过渡态理论在药物 ,包括杀虫剂、杀菌剂和解毒剂 ,合理分子设计中的应用进展。参考文献 2 9篇。

丁酸甲酯高温分解的过渡态理论研究(英文)

选取了丁酸甲酯高温分解的十三个反应路径中较为重要的两个反应:CH3OCO=CH3+CO2(R1)和CH3OCO=CH3O+CO(R2).使用密度泛函理论方法在B3LYP/TZVP基组水平上寻找了反应的过渡态,并且得到了两个反应的势能曲线.R1的势垒高度远远低于R2,同时R1的产物CH3和CO2拥有较低的能量,处于相对稳定的状态.因此,反应CH3OCO=CH3+CO2更容易发生.结论为丁酸甲酯的动力学模型研究提供了一定的理论依据.

孤立条件下α-丙氨酸分子碳骨架异构的过渡态理论研究

基于密度泛函理论的B3LYP方法,采用6-31+g(d,p)基组,对孤立条件下的手性α-丙氨酸分子C骨架异构过程进行了过渡态的探索,反应能垒为79.67Kcal/mol.结果表明:α-丙氨酸分子通过碳骨架异构发生手性转变需要一定的外界条件,在高温条件下、激发态或其它条件下才能发生.

水液相下两性组氨酸分子对映异构的密度泛函理论

采用DFT的M06-2X和MN15杂化泛函方法,结合处理溶剂效应的SMD模型方法,对标题反应进行研究。研究发现:His分子可在α-H质子以羧基(质子化的)下面的O为桥迁移;H质子从氨基(质子化的)N迁移到质子化羧基上面的O后,α-H再以N和羧基(质子化的)下面的O分别为桥迁移;质子从氨基(质子化的)N迁移到咪唑环上的N后,α-H再以氨基(质子化的)N和羧基(质子化的)下面的O分别为桥迁移5个反应通道实现对映异构。势能面计算表明:隐性溶剂效应下5个通道决速步的自由能垒分别是245.6、238.1、297.3、270.9和257.7 kJ/mol;显性溶剂效应下这些能垒分别降到139.9、120.7、161.7、142.7和157.3 kJ/mol。结果表明,水液相下His只能少量的消旋,生命体补充His比较安全。

NBO理论用于过渡态分析在物理化学教学中的演示——以双分子亲核取代(S_N2)反应为例

过渡态理论是大学"物理化学"教学的重要内容,是对化学反应机理的理论解释。针对经典双分子亲核取代(S_N2)反应,结合笔者科研经验,借助高斯Gaussian量子化学软件对该反应机理进行理论模拟,获得过渡态结构,分析反应物、过渡态和产物的结构信息;用自然键轨道理论NBO 7.0程序对反应路径上的每一个点进行自然共振理论(NRT)分析,获得旧键断裂和新键形成的轨道相互作用模式和键级变化趋势线,使整个反应过程可视化。并在物理化学课堂教学中同步演示。本文是对教材中的过渡态理论知识点的扩展补充,旨在激发学生学习兴趣并开拓科学视野。

物理化学课程教学中过渡态理论的讲解——量化计算辅助教学实例

针对物化教学中较抽象的过渡态理论知识点,提出量子化学计算辅助教学。以甲醛解离反应为教学实例,介绍了该反应路径中物质构型和能量的变化,详细列举了反应过渡态的结构参数,以及艾林方程的计算。通过实例教学,使该知识点内容具体化,有利于学生理解,提高了教学效果。

化学反应速率的过渡态理论

由海森堡运动方程证明了过渡态几率稳定定理.假设化学反应均经过过渡态,由此定理推导了化学反应的微观速率常数.再假设反应的始志处于热平衡,由微观速率常数推导了宏观速率常数.

分子在ITQ-3分子筛窄孔道内扩散的过渡态理论模型

建立了一个基于过渡态理论的分子在ITQ-3窄孔道方向扩散的模型.该模型中,由于分子从空腔中的一个吸附位越过势垒到相邻的另一个空腔中的吸附位需要克服很大的势垒能,因而分子在势垒处可以简化处理为只存在排斥势,可得到扩散系数依赖温度和Lennard-Jones作用参数的解析关系.用分子动力学方法对CF4在ITQ-3上扩散进行了模拟并验证了解析关系的合理性.分子动力学模拟计算得到的扩散活化能、势垒能和吸附位势能与实际值相吻合.模拟结果也显示了扩散系数依赖于附载量,表现为先增大后减小的变化模式.扩散活化能的计算证实了这一变化机理,即当附载量增加时,由于处于空腔中的分子彼此抬高了势能,降低了扩散活化能,使得扩散系数随附载量的增加而增大,之后由于堵塞效应,扩散系数随附载量的增加而逐步减小.

变分过渡态理论的新应用

提供了变分过渡态理论的新应用－用于气固界面上的反应，重点是气相分子在面心立方晶体上发生的解离吸附反应，给出了反应的物理图象，用新的势能面计算了Ｈ＿２在Ｎｉ（１００）面上的解离吸附的速率常数，结果与Ｔｒｕｈｌａｒ的结果相符。

过渡态理论的碰撞分析

本文从量子反应碰撞理论的观点出发,探讨了过渡态理论的量子力学基础。通过在势能面的鞍点处对Hamiltonian作分离近似,可得到通常的Eyring公式,并给出了穿透系数k的具体表达式。

土壤中磷解吸动力学特征及过渡态理论的应用

在２℃、１２ ℃、２２ ℃、３２ ℃和４２℃５ 个温度条件下，应用动力学和过渡态理论研究了陕西省具代表性的４ 种土壤对所吸附磷的解吸反应特征。结果表明，土壤磷解吸的一级反应速度常数随温度升高而明显增大，其磷解吸活化能（Ｅｄ） 与磷解吸活化焓（ △Ｈ＋ ＋ｄ ） 为黄褐土＞ 黄绵土＞ 黑垆土＞ 土娄土，而磷解吸自由能（ △Ｇ＋ ＋ｄ ） 和活化熵（ △Ｓ＋ ＋ｄ ） 则刚好相反。所以，土壤中磷解吸是吸热反应，４ 种土壤中的磷解吸难易程度，即其克服反应势垒需要的热能为黄褐土＞ 黄绵土＞ 黑垆土＞ 土娄土，而反应满足条件后进行速度顺序为黄褐土＞ 土娄土＞ 黑垆土＞ 黄绵土。

基于过渡态理论及密度泛函理论的SF6主要分解产物生成路径的反应速率常数计算

基于分解组分分析的SF6绝缘设备故障诊断方法不受电磁干扰,得到了广泛应用。前人建立了许多SF6分解模型以探究SF6分解的内部机理,但现有模型采用的反应速率常数为300 K温度下测量所得,并不适用于SF6的过热及电弧分解。对SF6分解过程中主要稳定分解产物SOF2、SO2F2、SO2的生成机理进行研究,采用密度泛函理论(density functional theory,DFT)结合B3LYP/6-311G*方法分析了主气室内SOF2、SO2F2、SO2的主要生成路径:SF4水解生成SOF2、SOF4水解生成SO2F2、SOF2水解生成SO2,得到了所涉及反应的反应物、生成物及过渡态结构;并采用高精度耦合簇[coupled-cluster with single and double and perturbative triple excitations,CCSD(T)]方法结合aug-cc-pVTZ基组得到了各反应的势垒;再根据过渡态理论(transition state theory, TST)从理论上计算了上述反应的反应速率常数。该反应速率常数考虑了温度变化的影响,适用范围更广,为研究SF6过热及电弧分解的内部机理提供了理论支撑。

一种新的动力学模型——反应类过渡态理论

反应类过渡态理论,是以过渡态理论为基础,对于与主反应同一类的其它反应的热力学速率常数仅从它们的势垒差和反应能中就可有效的预测出来。这种理论已应用于许多氢提取反应,在复杂反应的基本动力学模型设计中预测热力学速率常数将是非常有用的。

水液相下两性Lys分子手性反转的密度泛函理论研究

该文采用密度泛函理论的M06-2X和MN15方法,结合自洽反应场理论的SMD模型方法,研究了在水液相下两性赖氨酸分子的手性反转.反应通道研究发现:反应可以在α-H以羰基O为桥、以氨基N为桥以及α-H迁移到羰基O后氨基H再向α-C迁移的3个通道上实现.势能面计算结果表明:在隐性溶剂效应下3个反应通道基本没有优劣之分,速度决定步骤能垒为233.6~243.0 kJ·mol^(-1);在显性溶剂效应下α-H以氨基N为桥的反应通道为优势通道,速度决定步骤能垒为110.0~114.3 kJ·mol^(-1).计算结果表明:在水液相下光学纯的手性赖氨酸分子可以缓慢地消旋,生命体不宜长期补充赖氨酸.

变分过渡态理论对OCS、CO_2、CS_2体系的研究

本文用变分过渡态理论,首次对无鞍点的释能反应O+CS→CO+S、O+CO→CO+O和S+CS→CS+S进行了动力学研究,考察了反应动力学瓶颈区性质,计算了反应的速度常数,并将O+CS反应的速度常数值与实验值及经典轨迹计算结果进行了比较,三者基本相符.

基元反应O(~1D)+CS(~1∑^+)→CO(~1∑^+)+S(~1D)的变分过渡态理论研究

本文利用正则变分过渡态理论及改进的正则变分过渡态理论研究了激发态氧原子O(~1D)与CS(~1∑^+)分子反应(O(~1D)+CS(~1∑^+)→CO(~1∑^+)S(~1S))的速率常数,在经典变分过渡态理论的基础上进行了量子修正,从而计算了这类用实验不易测量其反应速率的速率常数,所得结果与经典轨线理论相近。

取代环己酮还原立体选择性的过渡态理论解释

对于取代环已酮还原产物的立体选择性,仅通过还原试剂的动力学条件和生成产物的热力学稳定性进行预测是不准确的,需要考虑反应过程中存在的其他因素。采用过渡态理论可以对取代环已酮还原产物的立体选择性进行更全面、更准确的预测。一方面,还原试剂进攻羰基形成过渡态时,表现出决定立体选择性的空间位阻效应和电子效应;另一方面,反应物优势构象,即形成过渡态时的扭转应变和相对于标准对交叉构象偏转角的大小对产物的立体选择性也不容忽视。本文从过渡态形成过程中所体现的空间位阻、电子效应和构象三方面进行讨论,阐述了取代环已酮还原产物的立体选择性。

变分过渡态理论对O(~3p)+HI→OH+I反应速率常数的研究

本文用正则变分过渡态理论及改进的正则变分过渡态理论,计算了O(~3P)+HI→OH+I反应的速率常数。考虑了反应路径上的量子效应(即隧道贯穿及非经典反射效应)以及垂直于反应路径的振动非谐性,对结果进行了理论分析并与准经典轨线理论的结果和实验结果进行了比较。

过渡态理论速率系数与标准态和热力学函数

用热力学方法推导了选择标准浓度c^(■)(1 mol/dm^(3))和标准压力p^(■)(10Pa)两种热力学标准状态时过渡态理论的速率系数表达式,及对于生成活化络合物反应的标准摩尔活化热力学函数在这两种热力学标准状态时的相互关系,这些结果对常见物理化学教材过渡态理论部分忽略之处给予了补充,并用研究案例说明了其应用,有利于物理化学过渡态理论的教与学和加深其应用的理解。