摘  要本文使用DFT-B3LYP方法在6-311G++ (d,p) 基组水平上对CH3COCH2OH和Cl可能存在的反应通道进行了理论研究。优化了反应物、过渡态、产物的几何构型,同时并计算得出了他们的的能量。研究结果表明，Cl原子抽提甲基上的H是主要反应通道。69857

该论文有图2幅，表1个，参考文献11篇。

毕业论文关键词：反应通道  过渡态  抽提

Theoretical study on the reaction mechanism of CH3COCH2OH with Cl atom

Abstract The Possible reaction channels of Cl with CH3COCH2OH has been investigated by using DFT-B3LYP method at 6-311G++ (d, p) level. The geometries of the reactants, transition states and product were optimized, and calculated their energy. The results show that Cl atom extract hydrogen on methyl group is the main reaction channel.

Key Words: Reaction channel  transition state  extract

目  录

摘要Ⅰ

Abstract-Ⅱ

目录Ⅲ

1 前言1

2计算方法-1

3 结果与讨论-2

3.1氢抽提反应通道2

3.2取代反应通道-4

4 结论-5

参考文献7

致谢8

1 前言

近年来，随着工业化的进程，人们越来越意识到环境的重要性。大气污染更是受到广泛关注，而大气中存在的自由基对大气污染则起着关键性的作用，例如氯原子对臭氧层的破坏则起着催化作用。而在大气的光氧化过程中异戊二烯则可以生成第二代产品羟基丙酮（CH3COCH2OH）。现场测量结果表明，CH3COCH2OH对二次有机气溶胶的形成有明显的作用，且每年达到10-120Tg[1]。在实验上来量化大气中这种化合物的分析技术，有质子转移质谱法（PTR-MS）[2]以及衍生用化学试剂法，例如二硝基苯肼（DNPH）[3,4]通过气质连用仪（GC/MS）或高效液相色谱（HPLC）分析技术。实验室进行了各种实验[5-8]以研究CH3COCH2OH与大气氧化剂的反应。这些研究表明CH3COCH2OH主要通过与OH自由基反应从大气中除去。在海岸线区域，由于通过NaCl的一系列反应和海盐气溶胶的反应，大气中含有大量Cl原子，其浓度甚至比OH自由基还要大，因此在这些区域，CH3COCH2OH与Cl原子的反应应该引起重视。

对于CH3COCH2OH与Cl原子的反应, 到目前为止，在实验方面，只有两个相关的动力学研究的文献报道。Orlando等人[5]研究了204K下CH3COCH2OH与Cl原子反应的动力学。2013年，Stoeffler等人[9]在模拟室中使用相对方法，采用红外傅里叶变换光谱（FTIR）光谱仪和外腔中的量子级联激光器，在1bar压强和277-350 K温度范围内，对羟基丙酮与Cl原子的反应进行了动力学研究，并与CH3COCH2OH与OH自由基反应的动力学进行了比较。而在理论方面，还没有相关的反应机理和反应动力学的研究。论文网

本文中，我们将采用合理的理论方法，研究该反应的反应机理，包括该反应的反应物，中间体，过渡态，和产物的构型优化和能量计算，通过由相对能量绘制的反应势能面图确定反应的可行通道和反应的主要产物。

2.计算方法

在本文中，对反应中涉及到的各物种的分子构型，包括反应物，前驱复合物，过渡态，后继复合物和产物，采用常用的一种密度泛函理论B3LYP方法[10]，即Becke的三参数交换函数和Lee, Yang, Parr的非局域相关函数，在6-311G++ (d,p)基组水平上，进行了全参数的构型优化。在构型优化的基础上，在相同的计算水平即B3LYP/6-311G++ (d,p)基础上，对各物种的振动频率进行了计算。计算的目的有以下几方面：一是可以获得包含零点能校正的各物种的总能量E；其次通过频率值的负值的有无和个数，可以判断构型的稳定性和合理性：对于局部极小点（例如反应物，产物，复合物等），全部的频率值都为正值；而对于一维鞍点（即过渡态），应该有而且只能有一个负的频率值；另外，对于过渡态，通过振动模式的分析，还可以进一步判断过渡态的合理性，即该过渡态是否是连接预想的反应物和产物。在各物种总能量的基础上，若将起始的反应物的总能量看做零点，可以获得各物种在B3LYP/6-311G++ (d,p)水平上各物种的包含零点能校正的相对能量ΔE。本文采用Gaussian09程序包[11]完成了所有的分子构型优化和频率的计算工作。