我院在量子化學(xué)計(jì)算領(lǐng)域取得重要進(jìn)展
近日，東北師范大學(xué)化學(xué)學(xué)院關(guān)威副教授和蘇忠民教授團(tuán)隊(duì)通過(guò)理論化學(xué)方法，探討了多鈦氫化物活化苯分子碳碳鍵的反應(yīng)機(jī)制，并取得了突破性進(jìn)展。相關(guān)研究成果以“Two-State Reactivity Mechanism of Benzene C−C Activation by Trinuclear Titanium Hydride”為題，發(fā)表在國(guó)際著名期刊《美國(guó)化學(xué)會(huì)志》上(J. Am. Chem. Soc. 2016, 138(35), 11069-11072)。該文第一作者為化學(xué)學(xué)院物理化學(xué)專業(yè)博士生朱博。
碳碳鍵的選擇性活化反應(yīng)是現(xiàn)代化學(xué)的核心挑戰(zhàn)之一。多核過(guò)渡金屬?gòu)?fù)合物由于金屬間的協(xié)同作用有望成為解決這一難題的理想選擇。近期該課題組運(yùn)用量子化學(xué)方法計(jì)算研究了三核氫化鈦斷裂和重排苯分子中碳碳鍵的反應(yīng)機(jī)理。他們提出一個(gè)新穎的“兩態(tài)反應(yīng)機(jī)制”，該機(jī)理包括：氫負(fù)離子轉(zhuǎn)移、苯分子配位、脫氫、氧化加成、氫負(fù)離子和質(zhì)子交換、以及還原消除等基本反應(yīng)步驟。“兩態(tài)反應(yīng)機(jī)制”實(shí)現(xiàn)了基態(tài)反應(yīng)勢(shì)能面從簡(jiǎn)并的三重態(tài)和反鐵磁單重態(tài)到閉殼層單重態(tài)的轉(zhuǎn)變，從而有效降低活化能壘，使反應(yīng)得以順利進(jìn)行。同時(shí)，他們揭示了三核氫化鈦中氫負(fù)離子和金屬鈦的協(xié)同作用本質(zhì)：其中氫負(fù)離子有利于打破苯分子的共軛性，從而使部分碳碳p鍵轉(zhuǎn)變成s鍵；而三核鈦對(duì)碳碳s鍵活化發(fā)揮決定作用。該工作充分發(fā)揮理論計(jì)算的可靠性和前瞻性，一方面有助于理解此類惰性碳碳鍵斷裂反應(yīng)的微觀機(jī)理，探知此類多金屬氫化物的電子結(jié)構(gòu)和作用本質(zhì)；另外一方面能夠?yàn)槲磥?lái)催化劑的設(shè)計(jì)、合成和改性，以及新型惰性碳碳鍵斷裂反應(yīng)的發(fā)展等方面提供理論指導(dǎo)。
該項(xiàng)研究工作得到了國(guó)家自然科學(xué)基金的資助。
（化學(xué)學(xué)院）
版權(quán)與免責(zé)聲明：本網(wǎng)頁(yè)的內(nèi)容由收集互聯(lián)網(wǎng)上公開(kāi)發(fā)布的信息整理獲得。目的在于傳遞信息及分享，并不意味著贊同其觀點(diǎn)或證實(shí)其真實(shí)性，也不構(gòu)成其他建議。僅提供交流平臺(tái)，不為其版權(quán)負(fù)責(zé)。如涉及侵權(quán)，請(qǐng)聯(lián)系我們及時(shí)修改或刪除。郵箱：sales@allpeptide.com