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1、 华东交通大学毕业设计（论文）任务书华东交通大学毕业设计（论文）任务书姓名学 号毕业届 别08专 业应用化学毕业设计（论文） 题目催化活化 C-H 键引发烷烃功能化的 B3 研究指导教 师徐文媛学 历博士职 称教授具体要求： 能通过网络查阅相关文献，并进行文献的整理和综述工作，能对文献中的问题提出自 己的见解；掌握高斯计算的基本程序，能通过 Chemoffice 软件绘制平面图和立体图， 并与高斯软件结合进行相应的计算；对计算结果能正确分析其中的数据，并得出正确 的结论；能系统的结合题目写成完整的毕业论文，语言流畅，内容详实，观点正确。进度安排： 第 14 周学生每人作开题报告，并以附件形式提
2、交网上(以后也可以修改)。第 68 周中期检查：各系系主任、专业学科组织检查。学生每人口头汇报、解答问题。学院 对不合格的学生给予警告，并参加其期末答辩；对优秀的学生予以注意。第 9-13 周完 成初稿：完成毕业设计（论文）初稿，交指导教师批阅，并根据修改意见对论文进行 修改。第 14 周教师评阅：学生完成毕业设计（论文）正文及相关资料交指导教师，并 由其他老师对论文进行评阅、评分。第 15 周小组答辩：各专业系安排，组成毕业设计 （论文）答辩小组。要求每个学生进行小组答辩，并选送各层次的学生参加学院答辩。 第 16 周学院安排学院答辩：学生将毕业设计报告书或论文按要求装订成册，各系提供 学生
3、学院答辩名单与顺序。学院抽查答辩，并检查评分标准执行情况，不符合标准的， 学院随机抽查。第 17 周资料归整：学生将毕业设计(论文)所有资料归档，并上交学院。指导教师签字：年 月 日催化活化催化活化 C-HC-H 键引发烷烃功能化的键引发烷烃功能化的 B3B3 研究研究华东交通大学毕业设计（论文）开题报告书华东交通大学毕业设计（论文）开题报告书课题名称催化活化 C-H 键引发烷烃功能化的 B3 研究课题来源DX课题类型DX导 师学生姓名学 号200808100301 05专 业应用化学开题报告内容： 烷烃，是化学工业生成石油和天然气的主要原料。在科学、经济和环保层面上作为 一种用于生产优良化学
4、品的资源，仍然是一个有吸引力的目标。因此，通过 C-H 激活的 烷烃的催化功能化可广泛用于各种化学药品的合成，尤其是对于一些不活泼的烷烃，对 化学工业有可观的经济效益，并对化学是个挑战。近些年来催化剂体系的发展，使得烷 烃、芳烃、烯烃和炔烃的催化功能化构成了一个当代化学非常重要的领域。这些反应的 成功提供了一些化学品潜在的经济的、清洁的合成方法。目前主要的挑战是烷烃中 C-H 键的高能量使得反应惰性，而通过过渡金属催化 C-H 键活化使牢固的功能团和相对惰性 的 C-H 键烷烃结合变得更加普遍。 本文探讨的是以银配体为催化剂，超临界二氧化碳(sc-CO2)作为反应溶剂,完全与 甲烷混合,重氮乙
5、酸乙酯（EDA）具有的强溶剂化性和优良的输运性质，使得反应在 40C、 14 小时以上得到收率达 19%以上的丙酸乙酯。 实验方程式R+CN2HCO2EtTpxAgsc-CO2CHCO2EtHR+N2PT = 250 atm,40 C,14 h catalyst loading: 0.03 mmol initial molar ratio EDA:TpxAg = 100:1 其中 R 为， CH4 , CH3CH3 , CH3(CH2)5CH3方法及预期目的：方法：使用 Gaussian98 程序包，采用密度泛函方法 B3 对甲烷和重氮基乙酸乙酯及 其反应产物等进行计算。通过这个方法计算得到丙
6、酸，丁酸，正庚酸，3-甲基己酸，3- 乙基戊酸的几何构型、化学键能等数据，然后对数据进行综合分析得出本实验所需结果。目的：1、能通过网络查阅相关文献，并进行文献的整理和综述工作，能对文献中 的问题提出自己的见解； 2、掌握高斯计算的基本程序，能通过 Chemoffice 软件绘制平面图和立体图，并与 高斯软件结合进行相应的计算，本实验则运用密度泛函方法 B3； 3、对计算结果能正确分析其中的数据，并得出正确的结论； 4、能系统的结合题目写成完整的毕业论文，语言流畅，内容详实，观点正确。进度安排： 第 14 周学生每人作开题报告，并以附件形式提交网上。 第 68 周中期检查：准备向学院老师做口头
7、汇报、解答问题。 第 9-13 周完成初稿：完成毕业设计（论文）初稿，交指导教师批阅，并根据修改意见 对论文进行修改。 第 14 周教师评阅：完成毕业设计（论文）正文及相关资料交指导教师，并由其他老师 对论文进行评阅、评分。 第 15 周小组答辩：各专业系安排，组成毕业设计（论文）答辩小组。要求每个学生进 行小组答辩，并选送各层次的学生参加学院答辩。 第 16 周学院安排学院答辩：将毕业设计报告书或论文按要求装订成册，各系提供学生 学院答辩名单与顺序。学院抽查答辩，并检查评分标准执行情况，不符合标准的，学院 随机抽查。 第 17 周资料归整：将毕业设计(论文)所有资料归档，并上交学院。参考文献
8、：1 Ana Caballero, et al. Silver-Catalyzed C-C Bond Formation Between Methane and Ethyl Diazoacetate in Supercritical CO2；摘自Science332, 835 (2011);2 CHENGGUO JIA, TSUGIO KITAMURA, ANDYUZO FUJIWARA*：Catalytic Functionalization of Arenes and Alkanes via C-H Bond Activation；摘自Acc. Chem. Res.2001, 34, 63
9、3-639;3 R. H. Crabtree, Chem. Rev.110, 575 (2010).4 R. G. Bergman, Nature446, 391 (2007).5 J. A. Labinger, J. E. Bercaw,Nature417, 507 (2002)6 Trost, B. M.; Toste, F. D. A New Palladium-Catalyzed Addition: AMild Method for the Synthesis of Coumarins. J. Am.Chem. Soc.1996, 118, 6305-6306.指导教师签名： 日期：
10、课题类型：（1）A工程设计；B技术开发；C软件工程；D理论研究；（2）X真实课题；Y模拟课题；Z虚拟课题（1） 、 （2）均要填，如 AY、BX 等。催化活化 C-H 键引发烷烃功能化的 B3 研究专业：应用化学 姓名：周莹 学号：20080810030105 指导老师：徐文媛摘要本论文探讨的化学反应是，银配合物经过全氟化硼配体的催化反应：甲烷与重氮基醋酸酯生成丙酸乙酯。 利用超临界二氧化碳为溶剂是反应成功的关键。虽然催化剂只是保守的溶于 CH4/CO2混合物,在 40C、 14 小时以上收率达 19%以上的丙酸乙酯。本文通过 B3 方法对反应物和产物进行理论计算，得出该反应相关的热力学数据（
11、焓和吉布斯自由能等） 、各原子所带电荷、HOMO、LOMO，从而计算出反应产率以及产物的空间构型。通过对热力学函数的计算我们得出反应的r G0，从而判断该反应可自发进行。关键字：重氮基醋酸酯；甲烷；B3；HOMO、LOMO；原子电荷B3 study on Catalyze Functionalization of Alkanes via C-H Bond ActivationAbstractThis paper discussed the reaction is that silver complexes bearing perfluorinated indazolylborate ligan
12、ds catalyze the reaction of methane (CH4) with ethyl diazoacetate (N2CHCO2Et) to yield ethyl propionate (CH3CH2CO2Et). The use of supercritical carbon dioxide (scCO2) as the solvent is key to the reaction s success. Although the catalyst is only sparingly soluble in CH4/CO2 mixtures, optimized condi
13、tions presently result in a 19% yield of ethyl propionate (based on starting quantity of the diazoester) at 40C over 14 hours1.We report here that we calculated reagent and product by B3 which we could get datum about thermodynamics(H,G) and atoms charge And then ,we worked out the productivity of r
14、eaction and molecular geometries of products. Through the calculation of thermodynamic functions we conclude that r G0 and this reaction can be spontaneous. Keywords: ethyl diazoacetate；methane；B3；HOMO；LOMO；charge目录目录第一章 绪论11.1 烷烃功能化的作用及其研究意义.11.2 反应机理.1第二章 B3 计算 22.1 研究体系22.2 计算数据及讨论3第三章电荷分析13第四章 结
15、论17参考文献：18附 1：英文文献翻译（原文+译文）.20第一章 绪论1.1 烷烃功能化的作用及其研究意义烷烃，是化学工业生成石油和天然气的主要原料。在科学、经济和环保层面上作为一种用于生产优良化学品的资源，仍然是一个有吸引力的目标。因此，通过 C-H 激活的烷烃的催化功能化可广泛用于各种化学药品的合成，尤其是对于一些不活泼的烷烃，对化学工业有可观的经济效益，并对化学是个挑战。近些年来催化剂体系的发展，使得烷烃、芳烃、烯烃和炔烃的催化功能化构成了一个当代化学非常重要的领域。这些反应的成功提供了一些化学品潜在的经济的、清洁的合成方法。目前主要的挑战是烷烃中 C-H 键的高能量使得反应惰性，而通
16、过过渡金属催化 C-H 键活化使牢固的功能团和相对惰性的 C-H 键烷烃结合变得更加普遍。在一个可行的方案中, 这些反应通过金属促进 C-H 键氧化裂解发生，接下来插入一个适宜的 X 基团进入 M-C 键和通过还原消除 C-X-H 单元产生了一些功能化产品。其个别反应步骤以及相关催化周期已被广泛报道, 但是有一个主要的挑战,一些功能化碎片对于清除金属催化剂通常是不利的,由于 M-C 键具有较强的稳定性，只有少数烷烃的催化性 C-H 键作用及过渡金属配合物的例子可用于说明 C-H / C-D 交换,脱氢作用, 串联脱氢复分解,脱氢硅烷化,氧硼基化作用的过程。1.2 反应机理本文探讨的是以银配体为催化剂，超临界二氧化碳(sc-CO2)作为反应溶剂,完全与甲烷混合,重氮乙酸乙酯（EDA）具有的强溶剂化性和优良的输运性质，使得反应在 40C、 14 小时以上得到
