Br?nsted酸强度对正碳离子转化方向影响的分子模拟

摘要：

采用密度泛函理论(DFT)系统地研究了Br?nsted酸强度与催化反应过程中正碳离子转化活性之间的关系.通过调整B酸模型电子分布构建5种酸强度模型,其酸强度范围覆盖弱酸、强酸以及超强酸.将C4正碳离子作为模型化合物,计算其氢转移、异构化、脱氢、β断裂4种反应.计算结果表明氢转移的反应能垒与酸强度呈指数关系,其他3个反应能垒与酸强度呈线性关系.在弱酸范围内各反应对酸的敏感度由高到低排列如下:氢转移反应>异构化反应>β断裂反应>脱氢反应,而在强酸范围内氢转移的酸敏感度最低.通过计算过渡态离子携带的电荷可知,反应活性对酸的敏感度与过渡态离子携带的Mulliken电荷有关.过渡态离子携带电荷越多,与酸性位的相互作用越强,所以提高酸强度时能更有效地降低反应能垒.该反应规律与实验结论相匹配,并且从原子层面解释了不同酸强度时实验产率变化的原因,对开发新型催化材料或者催化剂改性有重要意义.

关键词：Br?nsted酸强度、正碳离子、分子模拟、Mulliken电荷、催化、化学反应

所属期刊栏目：69

分类号：TQ461.1

资助基金：国家自然科学基金项目U1462205,21606254;山东省自然科学基金项目ZR2016BB16;青岛市应用基础研究源头创新计划项目17-1-1-18-jch;山东省重点研发计划项目2017GSF17126;研究生创新工程基金项目YCX2017037.supported by the National Natural Science Foundation of ChinaU1462205,21606254;the Natural Science Foundation of Shandong ProvinceZR2016BB16;the Applied Fundamental Research of Qingdao17-1-1-18-jch;the Key Research and Development Program of Shandong2017GSF17126;the Graduate Innovation ProjectYCX2017037

在线出版日期：2018-03-28（万方平台首次上网日期，不代表论文的发表时间）

页数：共8页

页码：725-732