苯胺烷基化反应机理的密度泛函研究

论文摘要

本工作利用量子化学密度泛函方法（DFT）,分别对苯胺和1,4-丁二醇反应合成N-苯基吡咯烷的反应和铜催化苯胺和乙醇合成N-乙基苯胺的烷基化反应历程进行了研究,详细讨论了这些反应的反应机理。1.苯胺与1,4-丁二醇生成N-苯基吡咯烷反应机理的密度泛函研究用传统过渡态理论研究了苯胺和1,4-丁二醇生成N-苯基吡咯烷反应的机理,根据实验现象设计了两种可能的反应通道.优化了反应物、产物和每个通道中可能的中间体和过渡态的几何构型,计算了各个反应通道中几何构型的能量,找出并通过频率振动分析和内禀反应坐标确认了每个反应通道中各基元反应的可能过渡态和活化能.经分析对比给出该反应可能的主反应通道。计算结果表明,该反应是放热反应,主要经历了四氢呋喃-胺醇中间体-产物的过程。理论预测的产物是与实验完全相符。2. Cu/SiO2催化苯胺和乙醇合成N-乙基苯胺反应机理的理论研究用密度泛函的方法在B3LYP/6-31G**水平上研究了苯胺和乙醇的烷基化反应,通过对振动频率的分析和内禀反应坐标路径跟踪,在理论上预测并证实了可能的过渡态。在MP2/6-31G**水平上计算了相关的反应能垒,计算结果表明该反应的主要反应通道是乙醇在铜催化剂的作用下被氧化为乙醛,然后生成的乙醛与苯胺反应生成含N=C的希夫碱化合物,最后希夫碱在铜催化剂的作用下加氢生成产物N-乙基苯胺,铜催化剂在反应中起脱氢和加氢的作用。

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 第一章 选题背景
• 1.1 苯胺的烷基化反应概述
• 1.1.1 N-苯基吡咯烷的合成
• 1.1.2 N-乙基苯胺的合成
• 1.2 研究内容的确定
• 参考文献
• 第二章 理论基础
• 2.1 HF（Hartree-Fock）理论
• 2.2 密度泛函理论（DFT）
• 2.2.1 基本原理
• 2.2.2 一些常用的DFT 方法
• 2.3 微扰理论
• 2.4 计算基组的选择
• 2.4.1 基组选择的原则
• 2.4.2 赝势方法和赝势基组
• 2.5 振动频率的计算
• 2.6 化学反应过渡态的计算方法
• 2.7 内禀反应坐标方法
• 参考文献
• 第三章 苯胺与丁二醇生成N-苯基吡咯烷反应机理的理论研究
• 3.1 前言
• 3.2 计算方法
• 3.3 讨论和结果
• 3.3.1 反应机理的探讨
• 3.3.2 结论
• 参考文献
• 2催化苯胺乙基化反应机理的理论研究'>第四章 Cu/SiO₂催化苯胺乙基化反应机理的理论研究
• 4.1 前言
• 4.2 计算模型和计算方法
• 4.3 结果和讨论
• 4.3.1 反应机理的分析
• 4.3.2 结论
• 参考文献
• 致谢