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近年来,过渡金属在工业合成上的广泛应用,如过渡金属和不饱和硅配位得到的化合物在有机硅催化反应中是重要的中间体。对硅金属小环化合物的研究已经备受关注,尤其是由硅和过渡金属所组成的三元环化合物,由于其分子结构张力,特殊的成键模式,及反应的新奇性更是引起了人们的高度重视。 目前,人们已经认识到由硅和过渡金属组成的三元环状化合物在催化反应中的作用,并在实验上对该类化合物进行了制备和性质研究;但是,对于该类化合物与含有极性键E-H(E=O、N、S和P)的化合物,如H2O、MeOH、NHEt2等开环反应的研究却很少。尤其是对于该类反应机理的理论研究,目前我们还没有发现。因此,对于含硅过渡金属三元环状化合物的理论研究将会是一个很有研究价值且具有指导意义的课题。 本文分别研究了由Si和过渡金属如Fe、Ir、Mo及其它杂原子组成的三元环化合物和甲醇反应的机理、成键特征等。从实验上我们知道这类含硅和过渡金属的三元环化合物和甲醇反应存在不同的断键方式。为了找出这类化合物在发生开环反应时结构参数变化的趋势,我们选择了三个代表性反应,利用密度泛函理论中的B3LYP方法,在6-31G及lanl2dz基组水平上,对代表性反应的模型反应机理、成键特征等进行了详细的理论分析。 第一章,简单介绍了本论文的主要工作。第二章,简单介绍了一般的计算方法,说明本论文用的密度泛函方法是最好的。 第三章,本章用密度泛函(DFT)的方法理论研究了化合物Cp*(CO)Fe{κ2(P,Si)-SiMe2PPh2}和甲醇(MeOH)的模型化合物Cp*(CO)Fe{κ2(P,Si)-SiMe2PH2}和甲醇(MeOH)的反应机理、成键模式等。计算结果表明,甲醇上的O原子首先进攻Si原子使得三元环化合物发生开环反应,随后H质子从甲醇上的羟基迁移到P原子上,得到产物。整个反应的势垒是6.17κcal/mol,说明该反应很容易发生与实验在室温下进行相吻合。整个反应的能量降低31.34κcal/mol,主要是由于三元环张力的释放和P-H σ键和Si-O σ键的形成,说明该反应是热力学有利的。我们的计算结