CX_2(X=H,F,Cl)与甲基异丙基醚C-H键插入反应的理论研究

用从头计算方法在MP2 /6 31G(d)水平上研究了CX2 (X =H ,F ,Cl)与甲基异丙基醚的C -H键插入反应。CCl2 与甲基异丙基醚两个不同的α C的C -H键插入势垒分别为 117.2kJ/mol (甲基 )和 2 0 .6kJ/mol (异丙基 )。CF2 与异丙基α C的C -H键上插入势垒为 12 0 .0kJ/mol,在插入甲基上C -H键时会引起C -O键的断裂。CH2 的插入反应则不需要势垒。对CX2 与二甲醚、甲乙醚、甲基异丙基醚、甲基苄基醚上各种不同的C -H键插入势垒进行了比较 ,甲基和苯基都促使其毗邻的C -H键更容易被CX2 所插入     

卡宾与醚C-H键插入反应的理论研究(Ⅱ)--二氯卡宾和二氟卡宾与二甲醚的插入反应

用量子化学从头算方法在 MP2 / 6 -31 G(d)水平上研究了单重态的 CX2 (X=F,Cl)与二甲醚中 C— H键的插入反应 .两个体系的插入反应都是自发的 ,插入过程是 CX2 的亲电 -亲核过程 .CX2 与二甲醚的插入势垒分别为 1 2 5 .9k J/ mol(经零点能校正后为 1 32 .2 k J/ mol,X=Cl)和 2 5 5 .3k J/ mol(经零点能校正后为2 5 7.6 k J/ mol,X=F) .CF2 的插入反应实际上难以发生 .     

卡宾与醚C—H键插入反应的理论研究（Ⅲ）：CX（X=H,F,Cl）与甲乙醚C—H键插入反

用量子化学从头计算方法在ＭＰ２／６－３１Ｇ（ｇ）水平上研究了ＣＸ２（Ｘ＝Ｈ，Ｆ，Ｃｌ）与甲乙醚的Ｃ－Ｈ键插入反应，在甲乙醚的３个不同的Ｃ－Ｈ键（即甲基中ａ′－Ｃ－Ｈ键，乙基中ａ－Ｃ－Ｈ键和β－Ｃ－Ｈ键）上，反应势垒分别为１２３．８，３２．５，１５７．３ｋＪ／ｍｏｌ（Ｘ＝Ｃｌ）和２５４．３，１３０．０．３０４．２ｋＪ／ｍｏｌ（Ｘ＝Ｆ）。亚甲基与毗邻氧原子的各Ｃ－Ｈ键插入反应没有势垒，与乙基中β－Ｃ－Ｈ键插入势垒仅３．４ｋＪ／ｍｏｌ．甲乙醚中乙基α－Ｃ上的Ｃ－Ｈ键最有利于ＣＸ２的插入，甲基上的Ｃ－Ｈ键次之，乙基β－Ｃ上的又次之。     

卡宾与醚C—H键插入反应的理论研究（Ⅳ）：CX2（X=H,F,Cl）与甲基苄基醚C—H键的插

卡宾与醚类中不同 C—H键的插入反应可生成众多的不同产物 ,是有机化学中令人感兴趣的研究课题 ,对此已有一些实验研究[1～ 5] ,其主要结论由产率分析而得 .在前文[6～ 8] 中 ,我们曾用量子化学方法分别研究了 CX2 (X=H,F,Cl)与二甲醚和甲乙醚的 C— H键插入反应 .林启君等[3] 在实验上研究了二溴卡宾与甲基苄基醚的 C—H键插入反应 ,从产率分析可知 :苯基将使其相邻的碳原子即苄基中与氧原子相连的 α-C上的 C—H键更容易与卡宾发生插入反应 .本文用密度泛函理论在 B3 L YP/ 6-3 1 G(d)水平上研究了卡宾 CX2 (X=H,F,Cl)与甲基苄…     

卡宾与醚C-H键插入反应的理论研究——(Ⅰ)卡宾与二甲醚的插入反应

用量子化学从头计算方法在MP2/6-31G(d)水平上计算了单重态的CH₂与二甲醚中C-H键插入反应的过程,并在MP₄/6-31G(d)水平上计算了反应物、过渡态和产物的能量。反应仅具有一个8.1kJ/mol的早期势垒,反应过程是卡宾的一个亲电-亲核过程,在插入过程中,卡宾空的p轨道和占有一对孤电子的σ轨道分别指向C-H键的H原子和C原子。     

CX2（X=H,FCl）与甲基异丙基醚C—H键插入反应的理论研究

用从头计算方法在ＭＰ２／６－３１Ｇ（ｄ）水平上研究了ＣＸ２（Ｘ＝Ｈ,ＦＣＩ）与甲工异丙基醚的Ｃ－Ｈ键插入反应。ＣＣＩ２与甲基异丙基醚两个淡同的α－Ｃ的Ｃ＝Ｈ键插入势垒分别为１１７．２ｋＪ／ｍｏｌ（甲基）和２０．６ｋＪ／ｍｏｌ（异丙基）。ＣＦ２与异丙基α－Ｃ的Ｃ－Ｈ键上插入势垒为１２０．０Ｋｊ／ＭＬ,在插 Ｃ－Ｈ键时会引起Ｃ－Ｏ键的断裂。ＣＨ２的插入是不需要势垒。对ＣＸ２与二甲醚、甲乙醚、甲基异丙基     

钠氟类硅烯插入RH键(R=F,OH,NH2,CH3)反应的理论研究

用密度泛函方法研究了钠氟类硅烯插入R_H键(R=F,OH,NH2,CH3)的反应机理.4个反应的机制类似,反应经历了类硅烯的亲电接近、亲核插入和取代三个阶段之后,形成中间络合物,4个反应的势垒分别为0.9,61.7,114.6和190.6kJ/mol(经零点能校正).中间络合物可以解离为取代硅烷和NaF,这是一个无过渡态的过程.反应能分别是-122.6,-96.3,-6.8和50.2kJ/mol.     

甲烷C-H键的活化及其官能团化反应

本文研究了在[Rh(COD)(dppe)]Cl(COD=1,5-环辛二烯;dppe=Ph_2PCH_2CH_2PPH_2)和CO存在下,甲烷与邻二氯苯之间的H/Cl交换反应,反应的活性物种是一个含羰基和dppe的铑配合物.在trans-PtHL_2X(L=PEt_3,P(n-Pr)_3,P(n-Bu)_3,PPh_3, X=Cl~-,Br~-,I~-,CN~-)配合物存在下的甲烷氧化氯化反应中,配合物的催化活性与叔膦配体的供电性,圆锥角以及阴离子X配体的反位效应有关.此外,还考察了在含双氮螯合配体的铂配合物存在下,乙炔插入甲烷C-H键的反应,在实验和量子化学计算的基础上提出了可能的反应机理.     

C-H键活化反应的密度泛函理论模拟对简化模型的评估

采用密度泛函理论方法, 模拟了Rh(PPh₃)₃Cl催化的C-H键活化/C-C键偶联反应. 将反应机理分为C-H键活化、 迁移插入和还原消除3个过程进行讨论. 计算结果表明, 势能面的最高点为迁移插入的过渡态, 相对于初始原料的自由能为108.3 kJ/mol. 为了探索简化计算模型对模拟反应机理的影响, 使用2种模型催化剂Rh(PMe₃)₃Cl和Rh(PH₃)₃Cl表征相同的反应过程, 结果表明配体简化模型不合理, 主要是因为PPh₃配体的空间效应和熵效应非常明显.     

[Ir(COD)(diphos)Cl配合物活化sp^3 C-H键及其促进CO、CO2插入Ir-C键反应性能的研究

本文利用[Ir(COD)(μ-Cl)]2与双膦螯合配位体之间的反应合成了三个新的配合物[Ir(COD)(diphos)]Cl(diphos=dmpe、depe、dppe),用IR、NMR、电导和元素分析测定了结构.以CH3CN为反应底物分别考察了它们活化sp^3C-H键的能力及其反应规律.在此基础上进一步研究了使CO、CO2插入生成的Ir-CH2CN键的可能性.结果表明:在温和条件下进行这一插入反应是可能的,并用光谱方法证实有相应的含羰基、羧基的金属配合物的生成.     

RRKM理论研究N(4S)+CH2X(X=F,Cl)的反应通道

采用RRKM理论和疏松过渡态模型计算了N(4S)+CH2X(X=F,Cl)反应的微正则速率常数和通道分支比.计算结果表明,在较低的内能下(E=280.29 kJ/mol), N(4S)+CH2F的主要产物为NCHF+H,占总产物的59.2%,次要产物为H2CN+F,占37.4%.而N(4S)+CH2Cl反应在E＝267.78 kJ/mol时,主要产物是H2CN+Cl,占90.3%, NCHCl+H只占9.0%.在内能较高的时候(取E=500.00 kJ/mol), N(4S)+CH2F的主要通道并未变化,而N(4S)+CH2Cl的主要通道变为NCHCl+H,比例为51.5%, H2CN+Cl的比例降到40.4%.     

三重态类硅烯HB＝SiLiF的结构及其与R—H(R=F,OH,NH_2)的插入反应

用密度泛函理论(DFT)和二次组态相互作用(QCISD)方法研究了三重态类硅烯HB=SiLiF的结构及其与RH(R=F,OH,NH2)的插入反应.计算结果表明,类硅烯HB=SiLiF有三种平衡构型,其中四元环构型能量最低,是其存在的主要构型.HB=SiLiF与HF,H2O和NH3发生插入反应的机理相同.QCISD/6-311++G(d,p)//B3LYP/6-311+G(d,p)计算的三个反应的势垒分别为124.85,140.67和148.16kJ·mol-1,反应热分别为-2.22,20.08和23.22kJ·mol-1.相同条件下发生插入反应时,反应活性都是H—FH—OHH—NH2.     

β-1型木质素二聚体高温蒸汽气化机理的理论研究

以β-1型木质素二聚体为研究对象,采用以密度泛函理论B3LYP/6-31G(d,p)为基础的Gaussian工具包对该木质素二聚体的高温纯蒸汽气化反应过程进行了分子动力学模拟研究。结果表明,在木质素二聚体高温蒸汽气化的初反应中,R4和R5的反应焓变较小分别为243.9和323.2 kJ/mol,Cα-Cβ键和Cβ-C1键较易断裂。通过计算次反应路径的势垒,发现R4-1和R5-1反应的势垒较小分别为4.4和24.0 kJ/mol,因此,在该气化过程中会优先选择R4-1和R5-1路径。该反应路径最后得到的产物有甲醇、乙醇、苯酚、对羟基甲苯和对羟基苯甲醛,与实验产物吻合。     

硅烯及取代硅烯与饱和键插入反应的量子化学研究

用量子化学的密度泛函理论(DFT)在6-311G水平上对硅烯及其取代物与甲烷的C-H键进行插入反应的势能面进行了系统地研究。用IRC方法对过渡态进行了验证。并用组态混合模型讨论了反应势垒(△E^≠)和反应热(△H)与SiXY的单-三态激发能△Est的关系。我们发现,硅烯SiXY的△Est是控制反应的主要因素,取代基的电负性越大,取代基越多,π电子给予越强,SiXY的△Est就越大,插入反应的活化能就越大,放热就越小。     

钯催化卡宾对Si—Si键和Sn—Sn键的插入反应

<正>J.Am.Chem.Soc.2015,137,12800~12803过渡金属催化卡宾对σ键的插入是一类非常重要的化学转化.经典的σ键的插入反应是卡宾对X—H键(X=C,N,O等)的插入.这类插入反应一般需要铑或者铜盐作为催化剂.这些反应通常是先形成活性的金属卡宾物种,然后缺电子的卡宾碳与X—H键经历协同或分步的过程完成σ键的插入.而卡宾对于更加普遍的σ键的插入则十分罕见,这种插入反应需要经过分步的机理过程.之前北京大学化学与分子工程学院王剑波课题组报道了一例一价铑催化的卡宾对碳碳σ键的形式上的插入反应(J.Am.Chem.Soc.2014,136,3013~3015).最近他们进一步设计一类新的催化     

硒插入C-Zn键及其生成物与环氧、α,β-不饱和酯(腈)的反应

硒插入芳基锌的C-Zn键产生对应的芳基硒化锌,它与环氧或α,β-不饱和酯(腈)在温和的条件反应生成对应的不对称的硒醚.     

[2-(2-羟基苯基)亚氨甲基苯硫酚根(2-)-N,O,S](2-甲氧羰基乙基-C,O)氯化锡的合成及性质

利用 2 -甲氧羰基乙基三氯化锡与硫代水杨醛缩邻氨基苯酚 (H2 L)进行反应合成了标题配合物 [2 -(2 -羟基苯基 )亚氨甲基苯硫酚根 (2 -) -N,O,S](2 -甲氧羰基乙基 -C,O)氯化锡 CH3OCOCH2 CH2 Sn Cl L(L=2 -SC6 H4 CH NC6 H4 O-2 ) ,该配合物与二甲基亚砜 (DMSO)、六甲基磷酰胺 (HMPA)等单齿配体反应生成混配配合物 CH3OCOCH2 CH2 Sn Cl LL′(L′=DMSO,HMPA) ,与醇 (ROH)反应生成相应的 2 -烷氧羰基乙基锡配合物 ROCOCH2 CH2 Sn Cl L.通过元素分析、红外光谱、核磁共振谱等对配合物的结构进行了表征 .用 X射线单晶衍射测定了标题配合物的晶体结构 ,晶体属三斜晶系 ,P1空间群 ,Z=2 ,晶胞参数 a=0 .870 4(2 )nm,b=0 .93 93 (3 ) nm,c=1 .45 1 1 (3 ) nm,α=98.0 5 (3 )°,β=1 0 3 .0 3 (3 )°,γ=96.99(3 )°.该配合物具有分子内羰基氧原子和配体 L的硫、氮、氧原子对锡原子配位的畸变八面体结构 .     

固相配位化学反应研究(LXI)——[Cu(SC(Ph)NHPh)(PPh_3)_2X](X+Cl,Br,I)的固相合成和晶体结构(X=Cl)

SC(Ph)NHPh,CuX(X=Cl,Br,I)和PPh_3的固相反应产物经CS_2处理得红黄色立方晶体[Cu(SC(Ph)NHPh)(PPh_3)_2X],其中X=Cl的单晶用X射线衍射法收集晶胞参数,此晶体属单斜晶系,空间群P2_1/c,α=1.8013(5)nm,b=1.4588(5)nm,c=1.7222(4)nm,β=105.54(3)°,F=4.3601nm~3,Z=4。中心铜离子以扭曲四面体配位,Cu原子周围的平均键角为109.4°,其中Cu—S键、Cu—Cl键、Cu—P(1)键和Cu—P(2)键的键长分别为0.2352(3)nm、0.2375(4)nm、0.2297(4)nm和0.2282(3)nm.     

CS2在Ag-S键中的插入反应的研究(PPh3)2 Ag(S2CSBu^t)

白色的[Bu^tSAg]nPPh3溶于CS2中, 析出桔黄色晶体. 经X射线单晶结构分析其结构为(PPh3)2Ag(S2CSBu^t). 发现了一个CS2在Ag-S键中的插入反应. 此反应为可逆反应, 晶体在120-130℃失去CS2. 晶体属三斜晶系, 空间群P1,a=10.571(1), b=13.638(3), c=14.391(3)A, α=88.75(2), β=72.84(1), γ=80.58(1)°, V=1954.9A^3, Dc=1.36g/cm^3, Dm=1.36g/cm^3, Z=2. 3572个衍射点参与修正, R=0.045, Rw=0.043, Ag原子以变形四面体与硫代黄原酸配体Bu^tS-CS2的两个S原子及两个PPh3的P原子配位. 插入反应形成的CS3基团基本上共面, 其C-S键长比CS2中的键长明显加长, 而比单键的C-S键长要短, 并在红外光谱上出现特征吸收峰.     

CS2在Ag-S键中的插入反应的研究(PPh3)2 Ag(S2CSBu^t)

白色的[Bu^tSAg]nPPh3溶于CS2中, 析出桔黄色晶体. 经X射线单晶结构分析其结构为(PPh3)2Ag(S2CSBu^t). 发现了一个CS2在Ag-S键中的插入反应. 此反应为可逆反应, 晶体在120-130℃失去CS2. 晶体属三斜晶系, 空间群P1,a=10.571(1), b=13.638(3), c=14.391(3)A, α=88.75(2), β=72.84(1), γ=80.58(1)°, V=1954.9A^3, Dc=1.36g/cm^3, Dm=1.36g/cm^3, Z=2. 3572个衍射点参与修正, R=0.045, Rw=0.043, Ag原子以变形四面体与硫代黄原酸配体Bu^tS-CS2的两个S原子及两个PPh3的P原子配位. 插入反应形成的CS3基团基本上共面, 其C-S键长比CS2中的键长明显加长, 而比单键的C-S键长要短, 并在红外光谱上出现特征吸收峰.