化学毕业论文-9-锗蒽与烯烃Diels-Alder反应的理论研究.doc

学号:
20095053075
本科毕业论文
学院化学化工学院
专业化学工程与工艺
姓名何慧杰
论文题目 9-锗蒽与烯烃Diels-Alder反应的理论研究
指导教师王岩职称教授

2013年 5月16日
目录
摘要……………………………………………………………………………………1
关键词……………………………………………………………………………………1
Abstract…………………………………………………………………………………1
Keywords………………………………………………………………………………1
引言………………………………………………………………………………………1
1计算方法……………………………………………………………………………………2
2 结果与讨论…………………………………………………………………………………2
反应机理及过渡态的几何构型………………………………………………………2
反应的活化能垒、反应能、活化Gibbs自由能及反应Gibbs自由能…………………4
3结论…………………………………………………………………………………………4
参考文献…………………………………………………………………………………5
9-锗蒽与烯烃Diels-Alder反应理论研究
摘要
采用密度泛函理论(DFT)方法在B3LYP/6-311G(d,p)水平上研究了9-锗蒽与烯烃Diels-Alder反应的微观机理、势能剖面,考察取代基对反应势能剖面的影响。计算结果表明,所研究反应均以协同非同步的方式进行,C—Ge键总是先于C—C键形成。乙烯分子中C原子上的苯基取代基对反应动力学性质的影响取决于苯基在产物中的相对位置。9-锗蒽分子中Ge原子上的2,4,6-三甲基苯基取代基在热力学和动力学上均不利于反应的进行。
关键词:9-锗蒽;烯烃;Diels-Alder反应;密度泛函理论;反应机理
Abstract
The mechanism and potential energy surface of Diels-Alder reactions between 9- germaanthracene and olefins were studied using density functional theory (DFT) calculations at the B3LYP/6-311G(d,p) level. The influences of several substituents on the potential energy surface of reactions were explored. The results show that all of studied reactions proceed via a concerted but asynchronous way and the formation of C—Ge bond always keep ahead the formation of C—C bond. The influence of phenyl at the C atom of ethylene on the activation barrier of the reaction was determined by the relative position of phenyl in products. 2, 4, 6- Trimethyl phenyl substitutent at Ge atom of 9-germaanthracene molecules was unfavorable to the reaction, both thermodynamically and ically.
Keywords: 9-Germaanthracene; Olefin; Diels-Alder reaction; Density functional theory; Reaction mechanism
引言
碳环状芳香烃的结构和性质是有机化学的重要研究内容,和C同处在第14族的Ge参与形成的锗芳香化合物也引起了化学工作者的关注。自从上世纪八十年代初开始,关于锗芳香化合物的实验和理论研究有了一些大量报道[1-6]。尽管早在 1980年Markl 等就利用俘获实验间接证实了 1,4-二特丁基锗苯[1,2]的存在,但直到2001年,第一个真正稳定存在的锗芳香化合物-锗原子上带有庞大保护基团{2,4,6-三[双(三甲基甲硅烷基)甲基]苯基(记作Tbt)}的2-锗萘[3,4]才被隔离得到。随后,采用类似的方法又得到稳定