复杂的反应机理令有机化学研究变得更加精彩,同时也导致了很多副反应的发生,从而降低有机化学合成方法的实用性。因此,在机理研究的基础上设计和调控有机化学反应成为该领域的核心问题之一。基于密度泛函理论的计算有机化学恰恰是解决上述问题的最佳方法。通过理论计算可以模拟有机化学反应及其伴生副反应发生的历程,获得有机分子的结构性质、电子性质、能量信息、电磁学性质等相关信息,理解和推测有机化学反应机理、副产物产生原因、反应活性差别、立体选择性等,从而找出影响反应活性的因素,使反应设计更有目的性。针对特定过程,进行理论设计和预测,从而实现提高催化剂活性、提高反应产率、提高反应速度、优化反应条件、提高反应选择性、设计不对称催化等目标。在此,结合课题组近期工作,我们将介绍使用形变-结合能模型、分子片断2D投影模型、静电势能面、前线轨道理论等手段探索最新报道有机化学反应的机理。