锗硅烯与CH3OH加成反应机理及区域选择性

曾小兰 王岩

引用本文: 曾小兰, 王岩. 锗硅烯与CH3OH加成反应机理及区域选择性[J]. 物理化学学报, 2015, 31(9): 1699-1707. doi: 10.3866/PKU.WHXB201507202 shu
Citation:  ZENG Xiao-Lan, WANG Yan. Mechanism and Regioselectivity of Addition Reactions of CH3OH to Germasilenes[J]. Acta Physico-Chimica Sinica, 2015, 31(9): 1699-1707. doi: 10.3866/PKU.WHXB201507202 shu

锗硅烯与CH3OH加成反应机理及区域选择性

  • 基金项目:

    河南省基础与前沿技术研究计划(142300410194)资助项目 (142300410194)

摘要:

采用密度泛函理论方法, 在B3LYP/6-311++G(d,p)水平, 研究了几种锗硅烯与CH3OH的加成反应的微观机理和势能剖面, 分析了锗硅烯中Si=Ge双键的极性对加成反应区域选择性的影响. 研究结果表明, 锗硅烯可分别与CH3OH的单聚体或二聚体发生加成反应. 所有加成反应均从初始亲核或亲电复合物的形成开始. 母体锗硅烯H2Si=GeH2与CH3OH二聚体的加成反应比其与CH3OH单聚体的相应反应在动力学上更容易些, 但在其它锗硅烯与CH3OH的反应中情况则相反. 用Ph或SiMe3基团取代H2Si=GeH2中的H原子在动力学上使反应变得不利且SiMe3基团的影响更显著. 加成反应的区域选择性与锗硅烯中Si=Ge双键的极性以及Si-O(Ge-H)和Ge-O (Si-H)键的相对强弱都有关.

English

    1. [1]

      (1) West, R.; Fink, M. J.; Michl, J. Science 1981, 214, 1343. doi: 10.1126/science.214.4527.1343

      (1) West, R.; Fink, M. J.; Michl, J. Science 1981, 214, 1343. doi: 10.1126/science.214.4527.1343

    2. [2]

      (2) Baines, K. M.; Cooke, J. A. Organometallics 1991, 10, 3419. doi: 10.1021/om00056a004(2) Baines, K. M.; Cooke, J. A. Organometallics 1991, 10, 3419. doi: 10.1021/om00056a004

    3. [3]

      (3) Lee, V. Y.; Ichinohe, M.; Sekiguchi, A.; Takagi, N.; Nagase, S. J. Am. Chem. Soc. 2000, 122, 9034. doi: 10.1021/ja001551s(3) Lee, V. Y.; Ichinohe, M.; Sekiguchi, A.; Takagi, N.; Nagase, S. J. Am. Chem. Soc. 2000, 122, 9034. doi: 10.1021/ja001551s

    4. [4]

      (4) Lee, V. Y.; Ichinohe, M.; Sekiguchi, A. J. Am. Chem. Soc. 2000, 122, 12604. doi: 10.1021/ja0030921(4) Lee, V. Y.; Ichinohe, M.; Sekiguchi, A. J. Am. Chem. Soc. 2000, 122, 12604. doi: 10.1021/ja0030921

    5. [5]

      (5) Ichinohe, M.; Arai, Y.; Sekiguchi, A.; Takagi, N.; Nagase, S. Organometallics 2001, 20, 4141. doi: 10.1021/om010419d(5) Ichinohe, M.; Arai, Y.; Sekiguchi, A.; Takagi, N.; Nagase, S. Organometallics 2001, 20, 4141. doi: 10.1021/om010419d

    6. [6]

      (6) Sekiguchi, A.; Izumi, R.; Ihara, S.; Ichinohe, M.; Lee, V. Y. Angew. Chem. Int. Edit. 2002, 41, 1598. doi: 10.1002/1521-3773(20020503)41:9<1598::AID-ANIE1598>3.0.CO;2-8(6) Sekiguchi, A.; Izumi, R.; Ihara, S.; Ichinohe, M.; Lee, V. Y. Angew. Chem. Int. Edit. 2002, 41, 1598. doi: 10.1002/1521-3773(20020503)41:9<1598::AID-ANIE1598>3.0.CO;2-8

    7. [7]

      (7) Iwamoto, T.; Masuda, H.; Kabuto, C.; Kira, M. Organometallics 2005, 24, 197. doi: 10.1021/om049183e(7) Iwamoto, T.; Masuda, H.; Kabuto, C.; Kira, M. Organometallics 2005, 24, 197. doi: 10.1021/om049183e

    8. [8]

      (8) Iwamoto, T.; Abe, T.; Kabuto, C.; Kira, M. Chem. Commun. 2005, 5190.(8) Iwamoto, T.; Abe, T.; Kabuto, C.; Kira, M. Chem. Commun. 2005, 5190.

    9. [9]

      (9) Igarashi, M.; Ichinohe, M.; Sekiguchi, A. Heteroat. Chem. 2008, 19, 649. doi: 10.1002/hc.v19:7(9) Igarashi, M.; Ichinohe, M.; Sekiguchi, A. Heteroat. Chem. 2008, 19, 649. doi: 10.1002/hc.v19:7

    10. [10]

      (10) Iwamoto, T.; Okita, J.; Yoshida, N.; Kira, M. Silicon 2010, 2, 209. doi: 10.1007/s12633-011-9069-8(10) Iwamoto, T.; Okita, J.; Yoshida, N.; Kira, M. Silicon 2010, 2, 209. doi: 10.1007/s12633-011-9069-8

    11. [11]

      (11) Grev, R. S.; Schaefer, H. F., III; Baines, K. M. J. Am. Chem. Soc. 1990, 112, 9458. doi: 10.1021/ja00182a003(11) Grev, R. S.; Schaefer, H. F., III; Baines, K. M. J. Am. Chem. Soc. 1990, 112, 9458. doi: 10.1021/ja00182a003

    12. [12]

      (12) Grev, R. S.; Schaefer, H. F., III. Organometallics 1992, 11, 3489. doi: 10.1021/om00059a002(12) Grev, R. S.; Schaefer, H. F., III. Organometallics 1992, 11, 3489. doi: 10.1021/om00059a002

    13. [13]

      (13) Apeloig, Y.; Nakash, M. Organometallics 1998, 17, 2307. doi: 10.1021/om980016m(13) Apeloig, Y.; Nakash, M. Organometallics 1998, 17, 2307. doi: 10.1021/om980016m

    14. [14]

      (14) Takahashi, M.; Veszprémi, T.; Hajgató, B.; Kira, M. Organometallics 2001, 19, 4660. doi: 10.1021/om000385u(14) Takahashi, M.; Veszprémi, T.; Hajgató, B.; Kira, M. Organometallics 2001, 19, 4660. doi: 10.1021/om000385u

    15. [15]

      (15) Veszprémi, T.; Takahashi, M.; Hajgató, B.; Kira, M. J. Am. Chem. Soc. 2001, 123, 6629. doi: 10.1021/ja0040823(15) Veszprémi, T.; Takahashi, M.; Hajgató, B.; Kira, M. J. Am. Chem. Soc. 2001, 123, 6629. doi: 10.1021/ja0040823

    16. [16]

      (16) Takahashi, M.; Veszprémi, T.; Kira, M. Organometallics 2004, 23, 5768. doi: 10.1021/om049418m(16) Takahashi, M.; Veszprémi, T.; Kira, M. Organometallics 2004, 23, 5768. doi: 10.1021/om049418m

    17. [17]

      (17) Yamabe, S.; Mizukami, N.; Tsuchida, N.; Yamazaki, S. J. Organomet. Chem. 2008, 693, 1335. doi: 10.1016/j.jorganchem.2008.01.035(17) Yamabe, S.; Mizukami, N.; Tsuchida, N.; Yamazaki, S. J. Organomet. Chem. 2008, 693, 1335. doi: 10.1016/j.jorganchem.2008.01.035

    18. [18]

      (18) Li, B. Y.; Su, M. D. J. Phys. Chem. A 2012, 116, 4222. doi: 10.1021/jp3018138(18) Li, B. Y.; Su, M. D. J. Phys. Chem. A 2012, 116, 4222. doi: 10.1021/jp3018138

    19. [19]

      (19) Becke, A. D. J. Chem. Phys. 1993, 98, 5648. doi: 10.1063/1.464913(19) Becke, A. D. J. Chem. Phys. 1993, 98, 5648. doi: 10.1063/1.464913

    20. [20]

      (20) Lee, C.; Yang, W.; Parr, R. G. Phys. Rev. B 1988, 37, 785. doi: 10.1103/PhysRevB.37.785(20) Lee, C.; Yang, W.; Parr, R. G. Phys. Rev. B 1988, 37, 785. doi: 10.1103/PhysRevB.37.785

    21. [21]

      (21) Cossi, M.; Barone, V.; Cammi, R.; Tomasi, J. Chem. Phys. Lett. 1996, 255, 327. doi: 10.1016/0009-2614(96)00349-1(21) Cossi, M.; Barone, V.; Cammi, R.; Tomasi, J. Chem. Phys. Lett. 1996, 255, 327. doi: 10.1016/0009-2614(96)00349-1

    22. [22]

      (22) Reed, A. E.; Weinstock, R. B.; Weinhold, F. J. Chem. Phys. 1985, 83, 735. doi: 10.1063/1.449486(22) Reed, A. E.; Weinstock, R. B.; Weinhold, F. J. Chem. Phys. 1985, 83, 735. doi: 10.1063/1.449486

    23. [23]

      (23) Reed, A. E.; Weinhold, F. J. Chem. Phys. 1985, 83, 1736. doi: 10.1063/1.449360(23) Reed, A. E.; Weinhold, F. J. Chem. Phys. 1985, 83, 1736. doi: 10.1063/1.449360

    24. [24]

      (24) Frisch, M. J.; Trucks, G. W.; Schlegel, H. B.; et al. Gaussian 09, Revision A.02; Gaussian Inc.: Wallingford, CT, 2009.(24) Frisch, M. J.; Trucks, G. W.; Schlegel, H. B.; et al. Gaussian 09, Revision A.02; Gaussian Inc.: Wallingford, CT, 2009.

    25. [25]

      (25) Wang, X.; Huang, Y.; An, K.; Fan, J.; Zhu, J. J. Organomet. Chem. 2014, 770, 146. doi: 10.1016/j.jorganchem.2014.08.018(25) Wang, X.; Huang, Y.; An, K.; Fan, J.; Zhu, J. J. Organomet. Chem. 2014, 770, 146. doi: 10.1016/j.jorganchem.2014.08.018

    26. [26]

      (26) Wang, X.; Zhu, C.; Xia, H.; Zhu, J. Organometallics 2014, 33, 1845. doi: 10.1021/om500170w(26) Wang, X.; Zhu, C.; Xia, H.; Zhu, J. Organometallics 2014, 33, 1845. doi: 10.1021/om500170w

    27. [27]

      (27) Huang, Y.; Zhu, J. Chem. Asian J. 2015, 10, 405. doi: 10.1002/asia.v10.2(27) Huang, Y.; Zhu, J. Chem. Asian J. 2015, 10, 405. doi: 10.1002/asia.v10.2

    28. [28]

      (28) Zhou, Z. Y.; Liu, M.; Su, Z. M.; Xie, Y. Z.; Ding, S. D.; Wang, H. J. Acta Phys. -Chim. Sin. 2011, 27, 2035. [周子彦, 刘敏, 苏忠民, 谢玉忠, 丁慎德, 王华静. 物理化学学报, 2011, 27, 2035.] doi: 10.3866/PKU.WHXB20110903(28) Zhou, Z. Y.; Liu, M.; Su, Z. M.; Xie, Y. Z.; Ding, S. D.; Wang, H. J. Acta Phys. -Chim. Sin. 2011, 27, 2035. [周子彦, 刘敏, 苏忠民, 谢玉忠, 丁慎德, 王华静. 物理化学学报, 2011, 27, 2035.] doi: 10.3866/PKU.WHXB20110903

    29. [29]

      (29) Yang, G. H.; Li, Y. X.; Yan, S. H.; Dai, L.; Zhao, B. Acta Chim. Sin. 2011, 69, 1743. [杨国辉, 李言信, 颜世海, 代丽, 赵斌. 化学学报, 2011, 69, 1743.](29) Yang, G. H.; Li, Y. X.; Yan, S. H.; Dai, L.; Zhao, B. Acta Chim. Sin. 2011, 69, 1743. [杨国辉, 李言信, 颜世海, 代丽, 赵斌. 化学学报, 2011, 69, 1743.]

    30. [30]

      (30) Clavero, C.; Duran, M.; Lledos, A.; Ventura, O. N.; Bertran, J. J. Am. Chem. Soc. 1986, 108, 923. doi: 10.1021/ja00265a014(30) Clavero, C.; Duran, M.; Lledos, A.; Ventura, O. N.; Bertran, J. J. Am. Chem. Soc. 1986, 108, 923. doi: 10.1021/ja00265a014

    31. [31]

      (31) Wang, Y.; Zeng, X. L. Acta Phys. -Chim. Sin. 2012, 28, 2831. [王岩, 曾小兰. 物理化学学报, 2012, 28, 2831.] doi: 10.3866/PKU.WHXB201208134(31) Wang, Y.; Zeng, X. L. Acta Phys. -Chim. Sin. 2012, 28, 2831. [王岩, 曾小兰. 物理化学学报, 2012, 28, 2831.] doi: 10.3866/PKU.WHXB201208134

    32. [32]

      (32) Hajgató, B.; Takahashi, M.; Kira, M.; Veszprémi, T. Chem. -Eur. J. 2002, 8, 2126. doi: 10.1002/1521-3765(20020503)8:9 <2126::AID-CHEM2126>3.0.CO;2-2

      (32) Hajgató, B.; Takahashi, M.; Kira, M.; Veszprémi, T. Chem. -Eur. J. 2002, 8, 2126. doi: 10.1002/1521-3765(20020503)8:9 <2126::AID-CHEM2126>3.0.CO;2-2

  • 加载中
计量
  • PDF下载量:  165
  • 文章访问数:  963
  • HTML全文浏览量:  102
文章相关
  • 发布日期:  2015-09-06
  • 收稿日期:  2015-05-07
  • 网络出版日期:  2015-07-20
通讯作者: 陈斌, bchen63@163.com
  • 1. 

    沈阳化工大学材料科学与工程学院 沈阳 110142

  1. 本站搜索
  2. 百度学术搜索
  3. 万方数据库搜索
  4. CNKI搜索

/

返回文章