金(I)配合物催化乙烯加氢的反应机理

仇毅翔 万明达 陈先阳 王曙光

引用本文: 仇毅翔, 万明达, 陈先阳, 王曙光. 金(I)配合物催化乙烯加氢的反应机理[J]. 物理化学学报, 2013, 29(02): 279-286. doi: 10.3866/PKU.WHXB201212061 shu
Citation:  QIU Yi-Xiang, WAN Ming-Da, CHEN Xian-Yang, WANG Shu-Guang. Reaction Mechanisms of Ethylene Hydrogenation Catalyzed by ld(I) Complexes[J]. Acta Physico-Chimica Sinica, 2013, 29(02): 279-286. doi: 10.3866/PKU.WHXB201212061 shu

金(I)配合物催化乙烯加氢的反应机理

  • 基金项目:

    国家自然科学基金(20973109) (20973109)

    国家大学生创新性实验计划(S110ITP5009) (S110ITP5009)

    上海交通大学大学生创新实践计划(IPP6123, IPP6128)资助项目 (IPP6123, IPP6128)

摘要:

采用密度泛函理论B3LYP方法, 对两类金(I)配合物AuX (X=F, Cl, Br, I)和AuPR3+(R=F, Cl, Br, I, H, Me,Ph)催化C2H4加氢反应的机理进行了理论研究. 计算显示Au(I)配合物对C2H4氢化具有较好的催化效果, 其作用下的加氢反应存在“活化H―H键后再与C2H4反应”和“活化C=C键后再与H2反应”两种途径, 前者的活化能较后者低90-120 kJ·mol-1, 因而具有明显的能量优势. 研究表明AuPR3+ 的催化能力明显强于AuX. 此外, X/PR3基团供、吸电子能力的变化对配合物的催化能力也具有较为显著的影响. 电子结构分析显示Au(I)配合物在C2H4 加氢反应中不仅能够削弱H―H、C=C 键的强度, 还使H2 σH―H*、C2H4 πC=C* 轨道能级下降, 从而缩小了πC=CH―H*或σH―H-πC=C*轨道间的能级差, 促进了C2H4-H2反应中的电子离域, 从而降低禁阻反应发生的难度.σH―H*πC=C*轨道能级改变量与加氢反应活化能Ea的降低值之间存在较好的一致性关系, 因此使上述轨道能级下降幅度越大的Au(I)配合物可以获得较好的催化效果.

English

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  • 发布日期:  2013-01-14
  • 收稿日期:  2012-06-27
  • 网络出版日期:  2012-12-06
通讯作者: 陈斌, bchen63@163.com
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    沈阳化工大学材料科学与工程学院 沈阳 110142

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