内容简介

随着计算机技术的发展和计算方法的改进，量子化学计算已经成为研究有机金属化学的重要工具。确定化学反应机理是研究有机金属化学反应的一个重要研究内容，通过量子化学方法可以从理论上获得化学反应历程，为实验化学得到的结果做出合理的解释和佐证，而且还可以为实验化学提供合理的预测，对实验和进一步的工业应用都具有重要的意义。本书采用密度泛函理论，对过渡金属钯催化构筑碳碳键的偶联反应进行了理论研究。本书可供从事有机金属化学的研究人员阅读，也可供大专院校化学及相关专业的师生参考。

前言概述

1827年，丹麦药剂师W.C.Zeise制得了第一个公认的金属有机配合物Zeise盐，从此有机金属化学和有机化学便一起成长起来。一百多年以后，有机金属化学更是赋予了有机化学无限的生命力。有机金属化学中选择更高活性和更高选择性的催化剂是研究人员一直探索的目标。通过理解催化剂的反应机理，对原有催化剂进行改良，是一条事半功倍的催化剂设计路径。在探索化学反应机理的过程中，量子化学起着非常重要的作用。虽然初始阶段计算化学研究的体系只能局限于比较简单的小分子体系，但随着计算机技术的提高和理论计算水平的发展，如今计算与模拟化学无论在计算的效率还是精度上都可以计算包含成千上万个原子的复杂生物体系。量子化学方法已成为有机化学工作者考虑问题、指导科研不可缺少的思维工具。因此，通过理论计算研究过渡金属催化构筑碳碳键和碳杂键偶联反应的机制和规律具有重要的意义。本书共分为8章。主要内容包括：第1章绪论，主要介绍了有机金属化学的发展、金属配位化合物、钯金属配合物催化的偶联反应和有机金属化学的应用。第2章主要介绍了研究过渡金属催化偶联反应的理论基础和计算方法。第3章为钯催化氯代烯丙基萘与丙二烯三丁基锡生成邻位炔丙基脱芳构化产物的反应机理研究，以及配体效应和溶剂效应对催化的影响。第4章为钯催化氯甲基萘与丙二烯三丁基锡生成对位的炔丙基和丙二烯基脱芳构化产物作用机制的理论研究，探讨了产物选择性的原因。第5章为钯催化芳基卤和异腈酰胺化反应的机理研究，以及氟化铯、水溶液、溶剂效应等对催化循环的影响。第6章为在钯催化剂作用下活化C—H键构筑C—C键芳基化偶联反应的理论研究，以及氰基导向基团对催化剂活性的影响。第7章为铑催化高炔丙基联烯-炔环化异构化反应的理论研究，主要研究了底物取代基团对反应路径的影响。第8章是全书的总结。在撰写本书的过程中，作者特别感谢山西师范大学武海顺教授的倾心指导，感谢同课题组成员贾建峰教授、张婷婷副教授、张富强教授、王洪波老师的帮助，同时感谢研究生梁赟、王涛、任晋康在全书格式修订方面所做的工作。本书是作者主持和参与多项科研项目，如国家自然科学基金、山西省研究生重点创新项目、山西师范大学校基金等的研究成果的总结。在此，衷心感谢国家自然科学基金委员会、山西师范大学等在研究经费上给予的资助和支持。由于作者水平所限，书中难免存在疏漏之处，敬请同行专家、广大读者批评指正。作者2020年7月

作者介绍

任颖，山西师范大学副教授，入选山西省“三晋英才”支持计划青年优秀人才，主持1项国家自然科学基金青年科学基金项目，以第一作者或通讯作者发表SCI收录论文数篇。

目录

1绪论
1.1有机金属化学
1.2金属配合物
1.3钯金属配合物催化的偶联反应
1.3.1偶联反应
1.3.2基元反应
1.4有机金属化学的应用
1.4.1烯烃复分解反应
1.4.2CO2的活化
1.4.3C-H活化反应
1.4.4联烯化合物的环化反应
参考文献
2理论基础和计算方法
2.1引言
2.2从头算自洽场方法
2.2.1薛定谔方程和三个基本近似
2.2.2Hartree-Fock方程
2.2.3从头算后自洽场方法
2.3密度泛函理论
2.3.1Thomas-Fermi模型
2.3.2Hohenberg-Kohn定理
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