Luận văn Nghiên cứu lý thuyết cơ chế phản ứng tạo thành CO2 từ gốc acyloxy RCOO

Luận văn Nghiên cứu lý thuyết cơ chế phản ứng tạo thành CO2 từ gốc acyloxy RCOO Ngày nay, cùng với sự phát triển không ngừng của các ngành khoa học tự nhiên nhƣ toán học, vật lý học...thì hóa học cũng đã và đang phát triển mạnh mẽ, có nhiều ứng dụng trong khoa học công nghệ và đời sống. Thực tế, có những phản ứng hóa học đơn giản mà bằng thực nghiệm chúng ta cũng có thể tìm hiểu đƣợc các thông số hay cơ chế của phản ứng. Tuy nhiên phần lớn trên thực tế các phản ứng thƣờng xảy ra theo nhiều hƣớng phức tạp. Vì vậy nếu chỉ dựa vào thực nghiệm thì rất khó xác định đƣợc bản chất của phản ứng. Do đó việc sử dụng các phần mềm tính toán hiện đại trong hóa học lƣợng tử để tìm ra các thông số, cơ chế của phản ứng là rất cần thiết. Hóa học lƣợng tử là sự áp dụng của cơ học lƣợng tử vào hóa học. Nó cho phép tiến hành nghiên cứu lí thuyết về cấu trúc phân tử và khả năng phản ứng, giúp tiên đoán về khả năng phản ứng trƣớc khi tiến hành thí nghiệm. Đặc biệt, hiện nay cùng với sự tiến bộ của công nghệ số, máy tính có thể tính toán một cách nhanh chóng những phép tính phức tạp và nhờ vậy đã có nhiều phần mềm tính toán hóa học lƣợng tử ra đời nhƣ Gaussian, Molcas, ADF, Turbomole, VAPS… Áp dụng các phần mềm này để tính toán không những cung cấp các thông tin về cơ chế phản ứng, bề mặt thế năng, thông số động học… mà còn cho chúng ta biết các thông tin về phổ hồng ngoại, phổ cộng hƣởng từ hạt nhân… Nhƣ vậy, các phƣơng pháp hóa học lƣợng tử đã trở thành một công cụ đắc lực trong việc nghiên cứu, khảo sát các phản ứng hóa học trong các điều kiện khác nhau mà đôi khi thực nghiệm rất khó thực hiện hoặc không thể thực hiện đƣợc. Các gốc tự do acyloxy RCOO  đang giữ một vai trò hết sức quan trọng trong hóa học, không chỉ bởi sự đa dạng về cấu trúc của các loại gốc tự do mà còn bởi những đặc điểm và cơ chế phản ứng phức tạp của chúng. Gốc tự do RCOO  có cấu tạo gồm một electron độc thân, do đó rất kém bền và có khảLuận văn: Nghiên cứu lý thuyết cơ chế phản ứng tạo thành CO2 từ gốc acyloxy RCOO 2 năng phản ứng cao, chúng là trung gian quan trọng trong các phản ứng tổng hợp hữu cơ. Gốc này đƣợc hình thành dễ dàng từ quá trình phân hủy nhiệt, quang của các điaxyl peroxit. Ngoài ra, có thể tìm thấy chúng trực tiếp trong khí quyển khi các anđehit, xeton gặp các tác nhân nhƣ O2, NO hoặc gốc hiđroxyl OH  . Gốc RCOO  có thể phân ly tạo ra gốc R  và sản phẩm oxy hóa cuối cùng là CO2. Việc xây dựng đƣờng phản ứng cho các phản ứng hóa học sẽ giúp chúng ta hiểu rõ về cơ chế của phản ứng và từ đó có thể tiên đoán khả năng phản ứng cũng nhƣ sự phấn bố sản phẩm. Bên cạnh đó, CO2 là chất gây hiệu ứng nhà kính, anđehit có tính độc hại trong không khí nên thực tế hệ chất trên gây ô nhiễm. Do đó chúng tôi lựa chọn đề tài: “Nghiên cứu lý thuyết cơ chế phản ứng tạo thành CO2 từ gốc acyloxy RCOO  ”. 2. Mục đích nghiên cứu Sử dụng lý thuyết hóa học lƣợng tử và các phƣơng pháp tính toán gần đúng tốt nhất áp dụng cho hệ nghiên cứu nhằm thu đƣợc các tham số về cấu trúc, tần số dao động và các loại năng lƣợng... của hệ các chất tham gia, các chất sản phẩm, các trạng thái chuyển tiếp qua đó thiết lập các đƣờng phản ứng để giải thích cơ chế phản ứng. Với các kết quả nghiên cứu, chúng tôi hy vọng các thông số thu đƣợc có thể đƣợc sử dụng làm tài liệu tham khảo cho các nghiên cứu hóa học thực nghiệm cũng nhƣ các nghiên cứu lý thuyết sâu hơn. 3. Nhiệm vụ nghiên cứu Nghiên cứu cơ sở lý thuyết về các phƣơng pháp hóa học lƣợng tử, phần mềm tính hóa học lƣợng tử Gaussian 09 và các phần mềm hỗ trợ nhƣ Gaussview, ChemCraft, ChemOffice… Sƣu tầm và đọc các bài báo, các tài liệu về các gốc RCOO  , R Luận văn: Nghiên cứu lý thuyết cơ chế phản ứng tạo thành CO2 từ gốc acyloxy RCOO 3 Lựa chọn phƣơng pháp tính phù hợp để tối ƣu hóa cấu trúc, tính năng lƣợng điểm đơn, năng lƣợng điểm không của các chất phản ứng, trạng thái chuyển tiếp, sản phẩm từ đó thiết lập các đƣờng phản ứng để giải thích cơ chế hình thành CO2 và gốc R  từ RCOO  . 4. Phƣơng pháp nghiên cứu Tất cả tính toán đƣợc thực hiện bằng phần mềm Gaussian 09 kết hợp với một số phần mềm hóa học hỗ trợ khác nhƣ Gaussview, ChemCraft, ChemOffice… Sử dụng phƣơng pháp phiếm hàm mật độ B3LYP với bộ hàm cơ sở 6- 311++G(3df,2p) để tối ƣu hóa cấu trúc tính năng lƣợng điểm đơn, năng lƣợng điểm không, tần số dao động của các chất phản ứng, trạng thái chuyển tiếp và sản phẩm theo sơ đồ dự đoán ban đầu. Từ các thông số thu đƣợc về cấu trúc và năng lƣợng của các cấu tử thiết lập các đƣờng phản ứng để từ đó giải thích cơ chế hình thành CO2 và gốc R  từ RCOO Luận văn Nghiên cứu lý thuyết cơ chế phản ứng tạo thành CO2 từ gốc acyloxy RCOO Luận văn Nghiên cứu lý thuyết cơ chế phản ứng tạo thành CO2 từ gốc acyloxy RCOO Luận văn Nghiên cứu lý thuyết cơ chế phản ứng tạo thành CO2 từ gốc acyloxy RCOO Luận văn Nghiên cứu lý thuyết cơ chế phản ứng tạo thành CO2 từ gốc acyloxy RCOO Luận văn Nghiên cứu lý thuyết cơ chế phản ứng tạo thành CO2 từ gốc acyloxy RCOO Luận văn Nghiên cứu lý thuyết cơ chế phản ứng tạo thành CO2 từ gốc acyloxy RCOO Luận văn Nghiên cứu lý thuyết cơ chế phản ứng tạo thành CO2 từ gốc acyloxy RCOO Luận văn Nghiên cứu lý thuyết cơ chế phản ứng tạo thành CO2 từ gốc acyloxy RCOO Luận văn Nghiên cứu lý thuyết cơ chế phản ứng tạo thành CO2 từ gốc acyloxy RCOO Luận văn Nghiên cứu lý thuyết cơ chế phản ứng tạo thành CO2 từ gốc acyloxy RCOO Luận văn Nghiên cứu lý thuyết cơ chế phản ứng tạo thành CO2 từ gốc acyloxy RCOO Luận văn Nghiên cứu lý thuyết cơ chế phản ứng tạo thành CO2 từ gốc acyloxy RCOO Luận văn Nghiên cứu lý thuyết cơ chế phản ứng tạo thành CO2 từ gốc acyloxy RCOO Luận văn Nghiên cứu lý thuyết cơ chế phản ứng tạo thành CO2 từ gốc acyloxy RCOO