过渡金属钴催化的加氢酰化反应的理论研究

摘要

本论文针对过渡金属Co催化的苯甲醛与异戊二烯发生的加氢酰化反应进行了详细的理论计算。运用密度泛函理论(DFT)DFT，在B3LYP水平下对反应过程中涉及的中间体以及过渡态进行了优化计算，并通过振动分析和内禀反应坐标加以确认。
　　本论文对过渡金属Co催化的高选择性的苯甲醛与异戊二烯的加氢酰化反应从多个角度进行了详细的分析，计算结果表明传统的氧化加成机理不能解释此反应，本反应为氧化环化的反应机理。包括以下几个步骤：络合后的苯甲醛与异戊二烯首先发生氧化环化，再经历β-H消除，最后经历还原消除释放出催化剂并且得到目标产物。计算表明，过渡金属Co催化的苯甲醛与异戊二烯发生的加氢酰化反应更倾向于与异戊二烯取代基多的端C(C1)位发生反应，主要生成的是1,4-加成产物。另外，我们还进行了NBO分析和变形能与相互作用能的分析来解释与验证为什么氧化环化机理是此反应的最佳机理。
　　另外，本论文还计算了除苯甲醛和异戊二烯以外的其他反应底物，研究不同的取代基是否具有相同的区域选择性，我们分别计算了苯甲醛与2-氰基-1,3-丁二烯，2-甲氧基-1,3-丁二烯的加氢酰化反应，计算结果表明，无论是吸电子基-CN，还是给电子基-OMe，都具有同样的区域选择性。并且具有给电子取代基的双烯具有较低的反应能垒，吸电子基的双烯具有较高的反应能垒。除此之外，我们还计算了甲醛与异戊二烯的加氢酰化反应，计算发现甲醛与苯甲醛具有相同的区域选择性。

目录

声明

第一章 前 言

1.1课题意义

1.2文献综述

1.2.1分子内加氢酰化反应

1.2.2分子间加氢酰化反应

1.2.3 机理研究

1.3立题思想

第二章 理论基础

2.1密度泛函理论

2.2自然键轨道方法(NBO)

2.3过渡态理论

2.4能量分解分析理论

第三章 钴催化的苯甲醛和1,3-丁二烯加氢酰化反应的理论研究

3.1引言

3.2计算模型与理论方法

3.3结果与讨论

3.3.1苯甲醛与异戊二烯加氢酰化反应的氧化加成机理研究

3.3.2苯甲醛与异戊二烯加氢酰化反应的氧化环化机理研究

3.3.3醛与双烯加氢酰化反应的机理研究

3.4本章小结

第四章 结论与展望

4.1结论

4.2 展望

参考文献

发表论文和参加科研情况说明

致谢