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逸散到臭氧层中的卤代烃废料,在太阳光紫外线的作用下会产生卤代烃自由基,这些自由基会与臭氧层中的臭氧反应,损耗臭氧。弄清这些反应机理,可为控制卤代烃自由基消耗臭氧提供理论依据和实践指导。本研究采用密度泛函理论(DFT)的B3LYP方法在6-311G(d,p)计算水平上,对卤代次甲基CX(X=F,Cl,Br)与臭氧反应的机理进行了研究。发现CF+O3反应体系有5种产物通道P1(FCO+O2)、P2(FCO2+O)、P3(CO2+O+F)、P4(CO2+FO)和P5(CO+O2+F);CCl+O3体系也有5种产物通道:P1(ClCO+O2)、P2(CO2+Cl+O)、P3(CO2+ClO)、P4(CO+O2+Cl)和P5(OCO2+Cl);CBr+O3反应体系有6种产物通道:P1(BrCO+O2)、P2(OCO2+Br)、P3(CO2+O+Br)、P4(CO2+BrO)、P5(CO+O2+Br)、P6(BrCOO+O)。这三种反应体系的主要产物都是P(XCO+O2)。不同的卤原子取代对卤代次甲基与臭氧反应的历程有影响,首先影响初始结合方式,在CF+O3体系中的第一步CX只能进攻O3分子两端的氧原子生成非平面结构XCO2O,而在CCl+O3和CBr+O3反应体系的第一步,CX除了可以进攻O3分子两端的氧原子,还可以进攻O3分子中间的氧原子,生成平面结构XCOO2;其次对初始络合物的异构化过程和裂解方式也有所影响,导致了产物通道和相似产物的生成路径等不同。三氯化铝催化下苯与二氧化碳的羧化反应在化学固定二氧化碳和制备芳香族羧酸类化合物等方面具有重要意义,弄清其反应机理十分必要。本文采用Gaussian09程序包,密度泛函理论的B3LYP方法,对Al2Cl6(或AlCl3)先活化二氧化碳或先活化苯,再进行下一步羧化反应两种机理的四种可能的反应历程进行了计算,发现三氯化铝无论是二聚体(Al2Cl6)还是单体(AlCl3),先活化苯生成苯基铝卤代物(C6H5Al2Cl5或C6H5AlCl2),再与CO2羧化的反应机制都优于先活化CO2再羧化苯的反应机制,三氯化铝二聚体催化的反应机制优于单体的催化机制。计算结果可为今后进一步深入开展二氧化碳羧化芳烃生成芳酸类化合物的反应体系的实验研究提供理论指导。