计算化学方法再探“碘催化氯苯的氯代反应”

摘要

本文研究课题“碘催化氯苯的氯代反应”来源于2021年全国统考高考化学试卷(浙江卷)的考题，其试题背后隐含了一系列化学基本概念和基本理论。前期文献对该题目进行了研究，所得结果与高考题目中的描述不一致。本文用密度泛函理论(DFT)方法重新对该反应进行了系统研究，确立了反应的催化活性组分及其形成机理，计算了氯苯氯代反应的分子机制、反应的热力学和动力学性质，比较了邻位、间位及对位取代的反应性能，分析了电子效应和空间效应对反应性能的影响。本文计算结果与高考题目中的描述一致，表明了该题目的严谨性和科学性。本文研究结果有助于学生加深对芳香化合物亲电取代反应的认识和理解。

关键词

氯苯 / 氯代 / 碘 / 反应机理 / 计算化学

基金资助

国家自然科学基金(22273051); 山东省高等教育本科教学改革研究项目(Z2022169); 山东大学教育教学改革研究项目(2024Z07,2023Y061)