苯胺和乙二醇生成吲哚反應機理的DFT理論研究

Vol 26高等學(xué)?；瘜W(xué)學(xué)報2005年7月CHEMICAL JOURNAL OF CHINESE UNIVERSITIES1313~1316苯胺和乙二醇生成吲哚反應機理的DFT理論研究孫仁安l2,劉紅艷,張旭,韓克利3(1.遼寧師范大學(xué)化學(xué)系,大連116029;2.吉林大學(xué)理論化學(xué)計算國家重點(diǎn)實(shí)驗室,長(cháng)春1300233.中國科學(xué)院大連化學(xué)物理研究所,分子反應動(dòng)力學(xué)國家重點(diǎn)實(shí)驗室116023)摘要利用傳統過(guò)渡態(tài)理論研究了苯胺和乙二醇生成吲哚反應的機理,設計了四種可能的反應通道.優(yōu)化計算了反應物、產(chǎn)物和每個(gè)通道中可能的中間體和過(guò)渡態(tài)的幾何構型,找出并確認了每個(gè)反應通道中各基元反應的可能過(guò)渡態(tài)和活化能.經(jīng)分析對比給出該反應可能的主反應通道.同時(shí)初步探討了在經(jīng)過(guò)渡態(tài)TS1的基元反應中加入催化劑Ag后的反應機理.加入催化劑后,反應的活化能降低.關(guān)鍵詞苯胺;乙二醇;吲哚;過(guò)渡態(tài);DFT理論研究中圖分類(lèi)號O641文獻標識碼A文章編號0251-0790(2005)07-1313-04吲哚及吲哚環(huán)化合物在工農業(yè)及醫藥業(yè)等領(lǐng)域中具有十分廣泛的用途,因此,越來(lái)越多的化學(xué)家對它的合成方法產(chǎn)生了濃厚的興趣~3.其中在A(yíng)g的催化作用下,由苯胺和乙二醇合成吲哚的反應是近年來(lái)最受關(guān)注的一種合成方法.該反應不僅原料價(jià)格低廉,操作工藝簡(jiǎn)單,而且不生成對環(huán)境造成危害的廢棄物.本文用傳統過(guò)渡態(tài)理論,對由苯胺和乙二醇合成吲哚的反應進(jìn)行微觀(guān)反應動(dòng)力學(xué)研究,以便為該反應催化劑的選擇和制備提供理論基礎.反應機理的理論研究1.I計算模型和方法在由苯胺和乙二醇合成吲哚的反應中,已檢測到有水和氫氣生成23.由此可以判斷,該反應在本質(zhì)上屬于脫水和脫氫的反應過(guò)程.據此我們設計了如下所示四條可能的反應通道:TS1-1-2C-H2O)(1)TS3C-H:IM3j(2)s122(H1oC-H TSI-2-3 N-CTs124(H)H\C-OHIM1-2-IM1-2-3HH HO-C