烯丙基胺化合物及其衍生物是一类重要的含氮化合物,其往往可以作为有机中间体,广泛用于合成杂环化合物。不仅如此,烯丙基胺类化合物对浅表真菌引起的皮肤、指甲感染等方面具有显著的药理活性。所以开发一种简捷高效的烯丙基胺类化合物的合成方法具有重要意义。本文采用密度泛函理论B3LYP方法对钯催化烯丙基胺化反应机理进行了系统的研究,主要的研究内容有:一、简述了合成烯烃的含氮衍生物的实验进展和钯催化胺化反应的理论研究进展。二、介绍了反应机理研究时所用到的基本理论知识,包括从头算自洽场方法、密度泛函理论以及溶剂化效应等。三、对钯催化烯丙基苯和喹唑啉酮合成烯丙基胺类化合物的反应进行了详细的密度泛函理论研究。在烯丙基胺化反应中,根据催化剂可能的存在形式,我们提出了PdCl₂双聚体机制和PdCl₂单体机制两种机制。在PdCl₂双聚体机制中研究了机理A和机理B两种机理。机理A分为两分子烯丙基苯参与反应的路径A1和一分子烯丙基苯参与反应的路径A2。路径A1包括五步分别为C-H活化、C’-H活化、N-H活化、还原消除和催化剂再生。路径A2包括C-H活化、N-H活化、还原消除和催化剂再生四步。两条路径中N-H活化步都破坏了Pd-Cl-Pd桥键结构,导致反应能量很高,由此我们提出了在不破坏Pd-Cl-Pd桥键基础上进行的机理B。在机理B中,催化循环主要包括C-H活化、N-H活化、C-N偶合、β-H消除、催化剂再生五个步骤。机理B中,决速步为C-N偶合,反应能垒为39.3 kcal/mol,为PdCl₂双聚体机制的最优机理。此外,计算发现η³-烯丙基的配位可以有效降低反应的能量。在PdCl₂单体机制中,根据反应物烯丙基苯和喹唑啉酮与催化剂PdCl₂作用的先后顺序不同,提出了机理A-1和机理B-1。在机理A-1中包括C-H活化、N-H活化、还原消除和催化剂再生四步。在机理B-1中包括N-H活化、C-N偶合、β-H消除、催化剂再生。计算表明,机理A-1和机理B-1的能垒分别是58.1 kcal/mol和54.4 kcal/mol,说明单体机制是不可行的。通过对PdCl₂双聚体机制和PdCl₂单体机制进行对比分析,我们可以得出无论从动力学还是热力学上讲,PdCl₂双聚体机制中的机理B都比PdCl₂单体机制中的两条机理更有优势,为整个反应体系的最优机理。