苯胺和乙二醇生成吲哚反应机理的DFT理论研究

Vol 26高等学校化学学报2005年7月CHEMICAL JOURNAL OF CHINESE UNIVERSITIES1313~1316苯胺和乙二醇生成吲哚反应机理的DFT理论研究孙仁安l2,刘红艳,张旭,韩克利3(1.辽宁师范大学化学系,大连116029;2.吉林大学理论化学计算国家重点实验室,长春1300233.中国科学院大连化学物理研究所,分子反应动力学国家重点实验室116023)摘要利用传统过渡态理论研究了苯胺和乙二醇生成吲哚反应的机理,设计了四种可能的反应通道.优化计算了反应物、产物和每个通道中可能的中间体和过渡态的几何构型,找出并确认了每个反应通道中各基元反应的可能过渡态和活化能.经分析对比给出该反应可能的主反应通道.同时初步探讨了在经过渡态TS1的基元反应中加入催化剂Ag后的反应机理.加入催化剂后,反应的活化能降低.关键词苯胺;乙二醇;吲哚;过渡态;DFT理论研究中图分类号O641文献标识码A文章编号0251-0790(2005)07-1313-04吲哚及吲哚环化合物在工农业及医药业等领域中具有十分广泛的用途,因此,越来越多的化学家对它的合成方法产生了浓厚的兴趣~3.其中在Ag的催化作用下,由苯胺和乙二醇合成吲哚的反应是近年来最受关注的一种合成方法.该反应不仅原料价格低廉,操作工艺简单,而且不生成对环境造成危害的废弃物.本文用传统过渡态理论,对由苯胺和乙二醇合成吲哚的反应进行微观反应动力学研究,以便为该反应催化剂的选择和制备提供理论基础.反应机理的理论研究1.I计算模型和方法在由苯胺和乙二醇合成吲哚的反应中,已检测到有水和氢气生成23.由此可以判断,该反应在本质上属于脱水和脱氢的反应过程.据此我们设计了如下所示四条可能的反应通道:TS1-1-2C-H2O)(1)TS3C-H:IM3j(2)s122(H1oC-H TSI-2-3 N-CTs124(H)H\C-OHIM1-2-IM1-2-3HH HO-C