苯胺和乙二醇生成吲哚反應(yīng)機(jī)理的研究.pdf

1、吲哚作為一種重要的有機(jī)原料和化工產(chǎn)品在工業(yè)、農(nóng)業(yè)和醫(yī)藥業(yè)等方面有著非常廣泛的應(yīng)用.近年來合成吲哚的方法日趨完善,尤其以苯胺和乙二醇生成的吲哚的反應(yīng)最為經(jīng)濟(jì).它不僅原料價(jià)格低廉、操作工藝簡(jiǎn)單,而且在反應(yīng)過程中沒有生成對(duì)環(huán)境造成污染的物質(zhì).本文依據(jù)傳統(tǒng)過渡態(tài)理論,研究了苯胺和乙二醇生成吲哚的反應(yīng)機(jī)理,并計(jì)算了各反應(yīng)的速率常數(shù),得出了該反應(yīng)的主反應(yīng)通道.主要結(jié)果如下:1.根據(jù)實(shí)驗(yàn)檢測(cè)到的產(chǎn)物為吲哚、水和氫氣,認(rèn)為反應(yīng)經(jīng)歷了脫水和脫氫的步驟,設(shè)

2、計(jì)了四條可能的反應(yīng)通道.2.用GUASSIAN98程序中的密度泛函B3LYP/6-31G*方法優(yōu)化得到了各反應(yīng)物、中間體、過渡態(tài)和產(chǎn)物的構(gòu)型.3.闡述了各反應(yīng)通道的可能反應(yīng)路徑,并對(duì)各反應(yīng)通道進(jìn)行了計(jì)算,找出了每個(gè)反應(yīng)通道中基元反應(yīng)的可能過渡態(tài),給出了各反應(yīng)的活化能.4.對(duì)我們所找的過渡態(tài)做虛振動(dòng)模式分析,確認(rèn)反應(yīng)路徑上的各過渡態(tài)為真的過渡態(tài),進(jìn)一步用B3LYP/6-31G*做IRC(內(nèi)稟反應(yīng)坐標(biāo))分析,對(duì)反應(yīng)路徑上的各過渡態(tài)進(jìn)行了進(jìn)一

3、步的確認(rèn).5.用TST方法計(jì)算了在300-1000K溫度范圍內(nèi)各反應(yīng)的速率常數(shù).從計(jì)算結(jié)果可以看出:隨溫度升高,反應(yīng)速率常數(shù)增大,說明反應(yīng)越來越容易發(fā)生;(1)反應(yīng)為反應(yīng)的主反應(yīng)通道,當(dāng)溫度接近600K時(shí),經(jīng)過渡態(tài)TS1的基元反應(yīng)為該反應(yīng)的決速步.6.金屬Ag催化苯胺和乙二醇生成吲哚的反應(yīng)中,決速步中首先是反應(yīng)物乙二醇吸附在金屬Ag的表面,而不是苯胺吸附在金屬Ag的表面,接著苯胺中的N7進(jìn)攻乙二醇Ag的復(fù)合物中的C15,經(jīng)過渡態(tài)TS1的