亞胺生產廠家運用DFT方法研究Mn(I)催化的亞胺與炔烴脫氫偶聯反應的機理。通過系統的計算和分析,我們有以下幾點發現:
①在催化劑引發的過程中,溴負離子輔助脫質子的機理比反應物亞胺輔助的機理更優勢,這與前人提出的機理略有不同;
②在生成異喹啉產物3的機理中,中間體Int4可以直接經歷先雙鍵轉移成環、再β-H消除生成產物的過程;
③C—H活化脫氫的過程中,先解離一分子CO再協同脫氫的過程更優勢,因此該反應中的活性催化劑是中間體A。綜上所述,
我們總結該反應經歷了溴負離子輔助的催化劑引發、炔烴的插入、雙鍵遷移成環、β-H消除得到產物
C—H活化脫氫的催化循環過程。我們對每一步的細節進行了詳細研究,確定了優勢機理,并且與實驗現象相符。希望淮安鄰苯二甲酰亞胺廠家的機理研究能夠為類似過渡金屬催化的C—H活化反應提供一定的理論基礎。
所有的DFT計算均在Gaussian09中進行。本次采用方法對反應中涉及的所有反應物、中間體、過渡態和產物的幾何構型進行了氣相優化。優化時,對Mn元素采用LANL2DZ贗勢基組[10],對C、H、O、N等元素采用6-31G(d)全電子基組。通過頻率分析計算,確定得到的中間體是表征勢能面上的極小值穩定點(零虛頻),得到的過渡態有且只有一個正確振動方向的虛頻。
通過過渡態的內稟反應坐標計算(IRC)來確認這種結構確實連接相關的兩個極小值??紤]到溶劑的影響,本文采用M06-L方法在SMD溶劑化模型[12]下對優化后的所有結構進行了單點能量計算,根據實驗條件選用1,4-二氧六環作為溶劑。計算時,對Mn元素采用SDD贗勢基組[13],對C、H、O、N等元素采用6-311+G(d,p)全電子基組。文中所有的吉布斯自由能為氣相吉布斯自由能熱力學修正和溶劑化全電子能之和[14]。
考慮到熵效應的影響,我們參考前人的工作經驗[15],對組分發生變化的基元步驟(1:2或2:1)的相對自由能變化進行了+2。6(或-2。6)kcal/mol的校正。