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研究生:杜俊毅
研究生(外文):Du, Chen - i
論文名稱: 氫鍵效應與疏水性效應對於加速純水中Diels-Alder反應之研究
論文名稱(外文):Diels-Alder reaction be accelerating in water:Hydrogen effect and Hydrophobic effect
指導教授:蘇 世 剛
指導教授(外文):Shyh - Gang Su
學位類別:碩士
校院名稱:國立成功大學
系所名稱:化學系
學門:自然科學學門
學類:化學學類
論文種類:學術論文
論文出版年:1998
畢業學年度:86
語文別:中文
論文頁數:90
中文關鍵詞:疏水性效應氫鍵效應徑向分佈函數自由能微擾法偶極-偶極作用力
外文關鍵詞:Diels-Alder反應Diels-Alder reactionHydrophobic effectHydeogen effectRadial distribution functionFree energy perturbation simulationDipole-Dipole interaction
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摘 要 為了探討水溶液中Diels - Alder反應反應速率大幅
提昇的原因,我們以Diene加成到Dienophile上所新生成鍵結的鍵長變化
量,來定義Diels - Alder反應的反應坐標,並將溶液中的反應,區分為
反應中心與溶劑兩部分。本研究是以量子計算方法,首先計算在沒有溶劑
存在狀態下,Diels - Alder反應的反應過程。經由鍵序與S - character
的分析發現,我們對反應坐標的定義是合理的,而生成熱位能曲線與硬度
曲線的變化也具一致性。接著再以分子模擬的方法( MD ),探討溶劑效應
對Diels - Alder反應的影響。根據徑向分佈函數與量子計算的結果顯示
,氫鍵效應對於加速純水中Diels - Alder反應的影響,應該考慮下述問
題:氫鍵效應對於加速純水中Diels - Alder反應的貢獻,應隨著反應物
之氫鍵接受者受水分子極化的位置,距離新生成碳-碳鍵的遠近,而有大
小之分;距離愈遠貢獻愈小,距離愈近貢獻愈大。此外,對於反應物結構
易受氫鍵效應極化的分子組合,亦須考慮偶極-偶極作用力對於純水中
Diels-Alder反應的加速影響。最後,根據自由能微擾法( FEP )計算發現
,溶劑的疏水性效應確為影響Acridizinium cation與Cyclopentadiene於
純水中Diels-Alder反應加速的主因。另外,根據量子計算加上FEP的方法
,對於Acridizinium cation與Cyclopentadiene在純水中的Diels -
Alder反應,其模擬計算的反應活化能與實驗結果相當吻合。
In order to explore the reasons
thatthe Diels - Alder reactions 
be accelerating in water , we de
fine the reaction coordinatewhic
h is the of the lengths of the t
wo forming C-C bonds when the di
ene add to the dienophile and se
parate reactions in water from r
eaction center and solvent . Fir
st , our research use quantum me
thods to calculate the process w
hich is the Diels-Alder reaction
s in gas .By bond order and S-ch
aracter analysis , wewe find tha
t the define of the reaction coo
rdinate is reasonable and the cu
rve variation for heatof formati
on and hardness is consistent , 
too .Secondly , we use Molecular
Dynamic simulations toexplore th
e influences of Diels- Alder rea
ctions by solvent effect . Accor
ding to Radial Distribution Func
tion's and quantum calculation's 
analysis results , the influence
s of the hydrogen effect for Die
ls-Alder reactions in water , ou
r must consider below problems :
 if the position which the hydro
gen acceptor be polarized is far
 from the position which the new
 forming C-C bonds , hydrogen-bo
ndeffect has smaller assistance 
for Diels-Alder reactions . Othe
rwise , hydrogen effecthas large
r one .  Besides , if reactants 
structureis polarized easily by 
hydrogen effect , it isimportant
 to consider Dipole-Dipole inter
action .Finally , according to t
he calculation of FreeEnergy Per
turbation ( FEP ) simulations , 
hydrophobic effect is the major 
reason which on theacceleration 
of the Diels-Alder reactions ofA
cridizinium cation and Cyclopent
adiene in water .Besides , accor
ding to quantum calculation and 
FEP our results of the calculati
on is consistent withexperiment 
results .

QRCODE
 
 
 
 
 
                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                               
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