单氧代乙酸互变异构体反应的理论研究开题报告

全文总字数：1830字

1. 研究目的与意义

质子转移作为化合物异构平衡和氧化还原反应中最基本的现象之一，在众多的化学过程中发挥了重要的作用。质子转移广泛存在于各种化学过程和生命过程中，它可存在于分子内或者水分子间。大量的理论研究和实验研究丰富了关于质子转移在可能的反应机理、引发的异构现象以及其他一些方面的的认识。然而，由于反应体系的复杂性多样性，目前对质子转移在反应过程中的可能机理也仅仅局限于猜测，或者说是对于质子转移的深入研究没有能够很好有效地解释其实际的反应机理。

因此希望自己通过对单氧代乙酸互变异构体反应的理论研究，在了解单氧代乙酸异构体种类的同时，更能掌握它们之间相互转变的关系以及质子转移的路径，并通过理论计算得到。

2. 国内外研究现状分析

质子转移互变异构可以看作酸碱反应的一种，涉及质子的转移。例如环内互变异构，其中质子可以占杂环中的两个或多个位置。

而激发态质子转移是自然界中最基本的光化学光物理过程之一，广泛的存在于化学和生物等过程中。因此质子转移与电子转移和能量转移一起成为当前理论和动力学研究三大课题，为此吸引了许多科学家的兴趣，dr.lee和d r.zew ail在该方面作出重大贡献，分别获得1986 和1999年的诺贝尔化学奖。

近年来，由于光酸分子被广泛的用于激发态质子转移的研究工作中，使得这一研究领域得到了许多令人关注的进展。比如 nibbering 等人利用超快红外光谱技术，探测水溶液中hpts光酸分子与醋酸根离子（aco-）之间的酸碱中和反应时，发现了水分子在稀溶液的酸碱反应中，通过氢键的连接，起到了一个分子桥梁的作用，将hpts的质子传递给醋酸根离子。而其中关键的一步，就是水分子使光酸释放质子。

3. 研究的基本内容与计划

本课题采用B3LYP方法，6-31g(d)基组，理论研究单氧代乙酸互变异构体的质子转移过程，分别优化分子内质子转移和水辅助的分子间质子过程中的反应物，产物，并寻找过渡态，计算反应能垒，分析Mulliken电荷，并确定质子转移反应的最优反应路径。

4. 研究创新点

a. 研究单氧代乙酸酮式和醇式异构体的稳定几何结构和电子结构。

b.研究气相条件下单氧代乙酸中发生的互变异构反应过程，并计算反应活化能。