论文部分内容阅读
过渡金属催化下重氮化合物的分解被认为控制卡宾体到有机体的重要途径。比如在生成金属卡宾或者金属类卡宾后,可以与双键发生环丙烷化反应,也可以与X-H(X=O,N,S,Si, P,C)键发生插入反应,特别是将卡宾插入到O-H间被认为是一种得到新C-O键而生成相应醚类化合物的方法。与它们在实验方面的广泛研究相比,环丙烷化反应的理论研究报道很多,而插入反应的并不多见,特别是对O-H键插入反应尚没有报道。本文以量子化学中的分子轨道理论为基础,利用密度泛函理论(DFT)和极化连续介质(PCM)模型,对所研究的体系选择合适的基组,通过计算找出反应中各物种(包括过渡态)的优化构型,进而得到体系的势能面,动力学数据和热力学数据。我们用这些数据综合分析反应机理问题,为进一步的实验研究提供了理论依据。全文共分四章。第一章,综述了过渡金属催化卤代丙烯的羰基化反应机理的研究进展及本文主要工作。第二章,概述了本文工作的理论背景和计算方法。前两章主要概括了本文工作的理论背景和理论依据,为我们的研究提供了可靠的量子化学方法。第三章,我们计算了铂类化合物催化氯代丙烯的羰基化反应机理。结果表明,此反应有三条反应通道,即:π,σ和π+σ作用通道,相比较,对于π+σ作用通道,反映在势能面上,速控步的能垒最低,为主反应通道.同时我们还发现当体系中的CO浓度增大时,活性催化体由Cl2Pt(PH3)2通过依次离去配体PH3分别生成Cl2Pt(CO)PH3和Cl2Pt(CO)2,其最有利的反应通道为类π+σ作用通道.第四章,我们在密度泛涵理论下对PtCl2催化下重氮甲烷与烯丙醇反应生成相应醚的机理进行了研究。结果发现,与传统的认识不同,我们的催化剂活性体不是金属卡宾也或金属类卡宾,而是类卡宾-烯丙醇复合物IMA或IMB;并且反应中存在两条很类似的插入反应通道,它们都包括化合、氢迁移和还原消除这三步,其中氢迁移均为两条反应通道的决速步(其决速能垒分别为20.95和20.05kcal/mol)。而相应环化反应所需的能垒为29.34kcl/mol,和插入反应相比,环化反应的进行显然要困难的多.也就是说,对于烯丙醇的O-H键插入反应,PtCl2是选择性很好的催化剂。