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本文利用量子化学的计算方法,从动态和静态两个方面对富勒烯C60与甲基叠氮化合物CH3N3双加成反应的反应机理与产物的结构、性质进行了理论研究。 首先采用半经验的AM1算法未加任何对称性限制,优化了富勒烯C60与甲基叠氮化合物CH3N3的单加成反应的产物亚氨基富勒烯C60NCH3的三个可能异构体:5/6-6-open、5/6-6-open和6/6-close几何构型。然后采用密度范函的B3LYP/6-31G**木方法进行了单点能校正,并对其结构和能量进行了讨论。 在对富勒烯C60与甲基叠氮化合物CH3N3的双加成反应的研究中,依据亲核加成反应中反应物电荷分布(B3LYP/6-31G**//AM1)的特点,确定了C60NCH3中五个可能的进攻位置,并分别研究了其反应机理。通过计算发现,这五个反应途径的机理非常相似,在每个反应过程中,均得到包括过渡态TS1、中间体IM1、过渡态TS2、中间体IM2、过渡态TS3、产物等七个驻点。 反应均可以分成两个阶段:第一个阶段是CH3N3对离C60NCH3上N原子最近的6/6双键加成,发生1,3-偶极环加成反应。该反应通过一个过渡态TS1,得到一个含有五元件结构的中间体IM1。随后,在第二阶段中,