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SN2亲核取代反应水中的HCl副产物在IRC中未成键

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发布时间: 2024-11-4 15:32

正文摘要:

本帖最后由 JCenter 于 2024-11-4 16:05 编辑 请教下大家:我最近学习基于过渡态理论计算亲核取代反应SN2的反应能垒过程(胺基和酰氯反应生成酰胺和氯化氢)。对于只有胺和酰基氯的体系,我在B3lyp-d3(bj)/6-31g** ...

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JCenter 发表于 Post on 2024-11-6 13:06:57
本帖最后由 JCenter 于 2024-11-6 14:57 编辑
wzkchem5 发表于 2024-11-5 14:15
1. 应该是说N-H相比H-Cl稳定。再者可能也是因为你第一步没考虑显式溶剂化,假如第一步就放一个水分子在旁 ...

感谢老师。那我如果接着计算产物脱氢H,H变水合离子的能垒时,即RCONH2-R'+h2o -->RCONH-R'+H3O+:,如何处理上一步基元反应产生的Cl呢。因为如果只计算能垒,我完全可以体系只放RCONH2-R'和显示水分子,找过渡态。但是一般对于反应机理,都是要做完整的反应下的相对自由能变化折线,并以最初的亲核取代反应中的反应物复合物自由能为基准。那么这里确定第二步的过渡态和计算水合过程的能垒时,肯定是以下2种方法中的其中一种,推到这里,就不知道哪种更合适了:
1.在第一步基元反应的优化后的产物复合物下直接加显示水,保留Cl-,并对Cl-使用弥散函数,寻找过渡态。
2.去掉Cl,寻找RCONH2-R'和显示水体系下的过渡态,做自由能图时,那如何再将Cl的这部分给考虑进去呢
wzkchem5 发表于 Post on 2024-11-5 14:15:42
JCenter 发表于 2024-11-5 03:42
感谢老师。
1.根据老师您给出的两步方程:为什么胺基的氢在第一步没有掉下来呢。我觉得是以下原因 ...

1. 应该是说N-H相比H-Cl稳定。再者可能也是因为你第一步没考虑显式溶剂化,假如第一步就放一个水分子在旁边,搞不好质子就直接给水了
2. 按http://sobereva.com/506的方法计算
JCenter 发表于 Post on 2024-11-5 10:42:21
wzkchem5 发表于 2024-11-4 22:09
你这一步反应相当于是RCOCl + R'NH2 -> [RCONH2R']+ Cl-,这是正常的。
接下来应该算[RCONH2R']+ + H2O -> ...

感谢老师
1.根据老师您给出的两步方程:为什么胺基的氢在第一步没有掉下来呢。我觉得是以下原因:在水中,胺基的氢与水分子存在氢键,N-H键趋于稳定,相对C-Cl的sigma键,不容易掉下来。
2.这算是亲核取代反应的多步基元反应,那在稳态近似的情况下,总反应的反应速率常数K是按照a.决速步,只看能垒最高的基元反应,计算k。b.第一步和第二步,每步均通过找过渡态-计算自由能垒,通过艾琳方程计算每步的k,总反应速率常数K=k1*k2。我觉得是按前者决速步理念计算总反应速率常数吧。
wzkchem5 发表于 Post on 2024-11-4 22:09:28
你这一步反应相当于是RCOCl + R'NH2 -> [RCONH2R']+ Cl-,这是正常的。
接下来应该算[RCONH2R']+ + H2O -> RCONHR' + H3O+

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