Квантово-химический подход к реакциям ароматизации пропана и алкилирования бензола пропиленом и их основные закономерности

• Автор: Широков, Дмитрий Владимирович
• Шифр специальности: 02.00.13
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2011
• Место защиты: Москва
• Количество страниц: 142 с. : ил.

Оглавление

Список сокращений

Введение

Глава 1. Литературный обзор

1.1. Общий обзор процессов ароматизации пропана

и алкилирования бензола пропиленом

1.1.1. Ароматизация проггана

1.1.2. Алкилирование бензола пропиленом

1.2. Представления о структуре молекулярных

и молекулярно-ионных катализаторов

1.3. Методы квантовой химии и их программное обеспечение

1.3.1. Задачи квантовой химии для выбора катализаторов и реагентов..
1.3.2. Применение квантовой химии для изучения закономерностей протекания органических реакций
1.4. Расчет молекул и полиэдров
1.5. Постановка задач работы
Глава 2. Экспериментальная часть
2.1. Ароматизация пропана на цеолитах семейства пентасила
2.1.1. Реагенты и катализаторы
2.1.2. Методика проведения эксперимента
2.1.3. Анализ продуктов и расчет показателей процесса

2.2. Основные показатели процесса ароматизации пропана
и их обсуждение
2.2.1. Ароматизация на катализаторе НЦВМ (30)
2.2.2. Ароматизация на катализаторе 2% Оа/ЫЦВМ (30)
2.2.3. Ароматизация на катализаторе 5 %Оа/НЦВМ (30)
2.2.4. Ароматизация на галлоалюмосиликатах
2.2.5. Выводы
2.3. Краткие сведения об алкилировании бензола пропиленом
в среде органохлорсиланов
Глава 3. Расчет катализаторов
3.1. Расчет структуры и свойств катализаторов процесса
ароматизации пропана
3.2. Расче т структуры и свойств реагентов и катализаторов алкилирования бензола пропиленом
3.2.1. Расчет структуры и свойств пропилена, бензола и тетрахлорсилана
3.2.2. Расчет структуры и свойств метилхлорсиланов
3.2.3. Расчет структуры и свойств этилхлорсиланов
3.3. Моделирование образования каталитических комплексов
пропилена с органохлорсиланами
Глава 4. Анализ механизмов процессов с точки зрения
теории катализа полиэдрами
4.1. Обобщенный квантово-химический принцип и его роль
при анализе элементарных стадий реакций
5.1.1. Формулировка обобщенного квантово-химического принципа
5.1.2. Акцепторная способность и ее связь с каталитической
активностью полиэдров
4.2. Анализ механизма ароматизации пропана
4.2.1. Ароматизация пропана как совокупность циклов
возбужденных состояний
4.2.2. Выбор критерия для подбора твердых катализаторов к реакции ароматизации олефинов и парафинов
4.3. Анализ механизма алкилирования бензола пропиленом
Глава 5. Общее обсуждение полученных результатов
Выводы
Литература
Благодарности

Современная компьютерная химия включает следующие основные направления [3]:
— молекулярное моделирование;
— вычислительные методы (методы расчета);
— расчет структуры молекул;
— химические базы данных;
— моделирование реакций органического синтеза.
Молекулярное моделирование, зачастую с учетом вычислительных методов, можно рассматривать как воспроизведение двумерных или трехмерных моделей структуры и свойств молекул. Вычислительные методы позволяют рассчитать параметры структуры и числовые значения свойств молекул, необходимые для создания модели. В программе, позволяющей проводить моделирование, например, такой как ChemBio3D Ultra, вычислительные методы используются для расчетов, а геометрические и графические — для вывода изображения модели. Программный пакет ChemBio3D Ultra поддерживает большой набор мощных методов вычислительной (компьютерной) химии и расширенный набор опций для визуализации результатов расчета.
Математические методы компьютерной химии, в свою очередь, можно разделить на две категории:
— методы молекулярной механики: используют законы классической физики для описания движения ядер молекул, исключая явное рассмотрение электронов;
— методы квантовой механики: основываются на уравнении Шрёдинге-ра для описания строения молекул с учетом электронной структуры в явном виде.
Молекулярная механика. Расчеты методом молекулярной механики, или силового поля, основаны на простой модели молекулы, взятой из классической механики [4]. Модельную природу таких расчетов необходимо подчеркнуть особо. Параметрам и отдельным слагаемым энергии, исполь-