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申请/专利权人：天津大学

摘要：本发明公开了一种碱性环境下制备氰胺的反应机理的计算方法及其在副产物控制中的应用，所述计算方法包括以下步骤：步骤1，构建含氢氧根水分子团簇的反应体系的分子初始模型，采用密度泛函理论方法对其进行结构优化和振动分析任务，计算得到的分子构型需无虚频，得到合理构型；步骤2，基于步骤1的合理构型，搜索反应过渡态，并验证过渡态的合理性；步骤3，计算碱性水溶液环境下的自由能，并绘制势能面图，通过势能面图判断反应速率控制步骤；步骤4，选取反应速率控制步骤含分子内氢迁移过程的反应计算氢解离能与氢结合能数值。本发明的计算方法可以模拟计算实验手段难以观测的现象，得到实际反应中每一步基元反应过程的反应信息，获得碱性环境下反应机理的本质规律，为减少副产物生成、促进主反应选择性提供工艺改进的理论参考。

主权项：1.一种碱性环境下制备氰胺的反应机理的计算方法，其特征在于，包括以下步骤：步骤1，通过Gaussian程序构建反应体系的分子初始模型，采用密度泛函理论方法对其进行结构优化和振动分析任务，计算得到的分子构型需无虚频，得到合理构型，其中，反应体系中在溶质分子外保留溶剂分子，借助隐式溶剂模型描述显式溶剂分子外围的体相溶剂，在反应体系中添加氢氧根水分子团簇[OHH2On]-n＞1，以分析氢氧根水分子团簇对反应机理的影响；步骤2，基于步骤1的合理构型，提供一个初猜结构，采用Gaussian程序内的Berny算法搜索反应过渡态，其中，过渡态搜索和IRC任务均加入氢氧根水分子团簇[OHH2On]-n＞1，通过频率计算保证过渡态仅有一个虚频，以过渡态的结构为初始结构利用Gaussian程序的IRC任务验证过渡态的合理性；步骤3，计算碱性水溶液环境下自由能，所述碱性水溶液环境下自由能为溶剂化自由能与气相下的吉布斯自由能之和，其中，溶剂化自由能为在溶剂模型下计算的电子能量与气相下的电子能量作差得到，气相下的吉布斯自由能由自由能的热校正量加上高精度电子能量得到，然后以碱性水溶液环境下自由能为纵轴物理量绘制势能面图，通过势能面图判断反应速率控制步骤；步骤4，选取反应速率控制步骤含分子内氢迁移过程的分子，利用Gaussian程序得到反应中间体或过渡态的整体和片段的能量后，作差计算得到氢解离能与氢结合能数值。

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百度查询： 天津大学 一种碱性环境下制备氰胺的反应机理的计算方法及其在副产物控制中的应用