莫泳航,刘永东,钟儒刚
MO Yonghang,
LIU Yongdong*, ZHONG Rugang
摘要: 化学反应尤其是有机化学反应中存在着诸多竞争反应,如何通过量子化学计算确定竞争反应尤其是动力学控制产物(kinetically-controlled product, KP)和热力学控制产物(thermodynamically-controlled product, TP)不一致反应的主产物及其产率,是分析反应产物组成、占比及获得高产率目标产物的关键,但也仍是困扰研究人员的难题。本研究定义了KP和TP产率相等的时间点为临界时间tc,反应时间t与tc的比值为临界时间比ζ,基于数值解法分析得到了tc和产率比ry=c(KP)/c(TP)的公式,分别为tc = pK(KP)/k(TP)和ry = {rk, ζ<0.3/rk; 1/(2ζ?1), 5/rk<ζ<log2(rK/5+1); 1/rK, ζ>log2(5rK)}。运用上述公式研究了呋喃与马来酰亚胺的Diels?Alder反应,研究发现:50℃以下主产物为endo型产物,65℃以上为exo型产物,与实验中25℃和90℃时分别得到endo型产物和exo型产物相符合,验证了所得公式确定竞争反应主产物的准确性。此外,对核苷氯化反应的研究结果表明:APT电荷和静电势仅适用于预测氯化反应中动力学控制反应的主产物,但无法预测包含热力学控制的反应。
中图分类号:
TrendMD: