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卤素离子与卤代苯气相SNAr反应理论研究

         

摘要

采用B3LYP/6-311+G**和MP2/6-311 +G**方法,研究了卤素离子与卤代苯气相SNAr反应(ArY+X =ArX+Y-,X,Y=F,Cl,Br和I).结果显示,气相里除了X=Y=F反应为分步路径外,其余反应通道都是协同SNAr机理;F离子进攻卤苯SNAr反应无论从动力学(总能垒△Gb=9.0 ~ 17.3 kJ/mol)还是热力学上来说都很容易进行,然而Cl、Br和I离子进攻的反应,其MP2吉布斯自由能垒(△Gb)高达91.3~202.5 kJ/mol,因此在气相里很难发生;另外,标题反应的反应性可以通过卤素离子质子亲和能(PA)、最高占据轨道能(EHOMO)、Mulliken电负性(x)以及Wiberg键级(BO)与NPA电荷(Q)来分析,其中,过渡态里C—Y键的断裂是引起反应能垒升高的主要因素,亲核试剂的亲核能力主要由EHOMO控制,而卤素离子的离去能力由其PA或x决定.

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