化学学报 ›› 2006, Vol. 64 ›› Issue (4): 306-312. 上一篇 下一篇
研究论文
许晓娟1,2,肖鹤鸣*,1,贡雪东1,居学海1
XU Xiao-Juan1,2, XIAO He-Ming*,1, GONG Xue-Dong1, JU Xue-Hai1
运用密度泛函理论(DFT)和半经验MO-PM3方法研究了NO2气相硝化金刚烷反应机理. 计算结果表明, NO2不能直接取代金刚烷H; 在B3LYP/6-311++G(3df,2pd)//B3LYP/6-31G* 较高水平下, 对三个可能机理的反应势垒(Ea)的精确计算表明, 该反应的决速步骤为NO2中O和N进攻1-H的竞争过程, 且1-硝基金刚烷为主要产物. NO2中O进攻1-H决速反应过程中, 分子几何、原子自然电荷及IR光谱变化表明, C—H键的断裂和N—H键的形成是一个协同过程; 参与新键形成和旧键断裂原子C(1), H(11), O(28), O(29)和N(27)的原子自然电荷及与其相关的键长、键角有明显的变化. 反应过程中体系偶极矩的变化表明, 极性溶剂能降低反应势垒, 有利于反应的进行.