钯金属催化体系下的一氧化碳与苯乙烯交替共聚反应机理研究

摘要

本论文运用密度泛函理论，使用B3LYP计算方法，研究了钯金属催化体系催化一氧化碳与苯乙烯共聚反应的反应机理，研究内容主要包括以下两个方面：
　　第一：以联吡啶为双齿配体的钯催化体系催化一氧化碳与苯乙烯共聚机理的研究，通过计算从动力学和热力学两方面讨论了共聚反应过程中一氧化碳与苯乙烯交替共聚反应路径、一氧化碳均聚反应路径和苯乙烯均聚反应路径；
　　第二：以联吡啶吩嗪作为双齿配体的钯催化体系催化一氧化碳与苯乙烯交替共聚反应的研究，研究了联吡啶吩嗪骨架结构上不同取代基对共聚反应动力学的影响。
　　研究获得以下结论：
　　1.以联吡啶为双齿配体，络合钯原子活性中心的催化体系,催化一氧化碳与苯乙烯共聚反应的主反应路径为严格地一氧化碳与苯乙烯交替共聚反应，一氧化碳的均聚反应和苯乙烯的均聚反应无论在动力学性质还是在热力学性质上都不占优势；聚合物增长链上的羰基氧原子会与钯原子活性中心产生螯合作用，形成稳定的环状结构；苯乙烯单体分子的插入方式为2,1插入，产物聚酮具有间同立构规整性。
　　2.以联吡啶吩嗪作为双齿配体,络合钯原子活性中心的催化体系,在催化一氧化碳与苯乙烯交替共聚反应时，当联吡啶吩嗪结构骨架第11号化学位点被具有不同电子效应的取代基时，共聚反应的动力学会发生变化，随着取代基吸电子效应的增强，哈米特常数数值的增大，一氧化碳或者苯乙烯单体分子插入到钯原子活性中心与聚合物增长链之间的反应能垒降低，且反应能垒与取代基的哈米特常数数值呈线性关系。

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第一章 绪论

1.1 聚酮合成中过渡金属催化体系的研究背景

1.2 一氧化碳与苯乙烯的共聚反应

1.3 一氧化碳与苯乙烯共聚研究前沿进展

1.4 一氧化碳与烯烃共聚反应的计算研究

第二章 实验与计算方法

2.1 计算方法

2.2 密度泛函理论

2.3 基组

第三章 联吡啶钯催化一氧化碳与苯乙烯共聚反应机理

3.1 交替共聚反应路径

3.2一氧化碳均聚反应路径

3.3 苯乙烯均聚反应路径

3.4 本章小结

第四章 配体的取代基电子效应对钯金属催化体系催化一氧化碳与苯乙烯共聚反应的研究

4.1 联吡啶吩嗪的取代基

4.2 联吡啶吩嗪络合钯原子催化体系

4.3 一氧化碳与苯乙烯共聚反应的取代基效应

4.4 本章小结

全文总结

参考文献

发表论文和参与科研的说明

致谢