工业上,苯基二氯化膦(BPD)是通过PCl3与苯在无水AlCl3催化下进行类Friedel-Crafts酰基化反应制备的,在该反应中,催化剂无法重复利用是制约反应绿色化改进的重要因素。为了探究催化剂失活的原因,本文采用密度泛函理论研究催化剂AlCl3的催化和失活机理,对不同Lewis酸催化剂进行筛选,并对其催化活性进行了探究。同时,对PCl3与部分其它芳香烃的类Friedel-Crafts酰基化反应进行了深入的探究。主要工作如下:(1)针对类Friedel-Crafts酰基化制备BPD的反应,分别以无水AlCl3和反应物、产物形成的配合物为研究对象,得出AlCl3分别与PCl3、BPD和副产物二苯基氯化膦(DPC)形成的两类配合物。一种是AlCl3与Cl原子配位(A型),另一种是AlCl3与P原子配位(B型);其中A型配合物中的PCl3-AlCl3和BPD-AlCl3形成能够使P原子上带有较正的静电势来进攻苯环,有助于反应的顺利进行;随着PCl3-AlC13,BPD-AlCl3、DPC-AlCl3的相互作用强度依次增大,从配合物中解离出AlCl3会逐渐困难。一旦形成DPC-AlCl3,就很难解离出AlCl3,导致催化剂不能进行循环使用。由此揭示了制备BPD反应过程催化剂不能循环催化的原因。(2)为了解决合成BPD过程中催化剂失活的问题,改变Lewis acid催化剂种类,研究其催化特性,以寻找合适的催化剂。通过20多种不同Lewisacid催化剂的分子表面静电,选择出了 6种具有一定催化活性的催化剂。计算分析催化活性的能力如下:AlCl3>InCl3>BiCl3>GaCl3>SbCl3>ZnCl2。研究了这6种催化剂对PCl3的催化激活能力,得到激活后得到的配合物分子中P+矿区域的静电势极小值:AlCl3-PCl3>InlCl3-PCl3>BiCl3-PCl3>GaCl3-PCl3>SbCl3-PCl3>ZnCl2-PCl3,得出AlCl3激活PCl3后形成的配合物对苯环的进攻能力最强,AlCl3的催化剂活性最高。(3)选取 7 种含不同取代基(R1=H、R2=CH3、R3=F、R4=Cl、R5=OCH3、R6=NO2,R7=CN)的取代苯为底物,计算简缩福井函数和简缩双描述符来探索芳香性衍生物的亲电取代反应活性位点。研究表明:取代基为-CH3,-F、-Cl、-OCH3的芳香烃的亲电反应活性位点都为取代基的邻对位,而且对位的定位效应比邻位原子强;硝基和氰基为间位定位取代基,亲电取代发生在间位原子上。探究了不同的苯基氯化膦与催化剂形成配合物(AlCl3:BPD-R和AlCl3:DPC-R)的相互作用能,供电子取代基R5-OCH3和R2-CH3相对应的配合物的稳定性较强,取代基为吸电子基团时,配合物的稳定性较弱。