吴晓静, 夏树伟❋❋, 于良民, 陈国博(中国海洋大学1.海洋化学理论与工程技术教育部重点实验室; 2.化学化工学院,山东 青岛 266100)



邻苯二酚烷基化反应机理的密度泛函研究❋

吴晓静1,2, 夏树伟1,2❋❋, 于良民1,2, 陈国博1,2
(中国海洋大学1.海洋化学理论与工程技术教育部重点实验室; 2.化学化工学院,山东 青岛 266100)

采用密度泛函理论(DFT)B3LYP方法，在6-311G(d,p)基组下研究邻苯二酚与N-羟甲基丙烯酰胺的烷基化反应机理，对反应物、过渡态、中间体和产物进行了结构全优化和确认，通过HOMO轨道百分组成预测芳环上的反应活性位点。结果表明：邻苯二酚与N-羟甲基丙烯酰胺烷基化反应机理分四步，活化能分别是61.07、39.69、44.31和31.51J/mol。一取代反应势垒为61.07kJ/mol；二取代反应势垒为44.31kJ/mol。表明二取代反应较一取代更容易发生。另外，一取代产物芳环上活性位点碳原子所带负电荷(-0.806)高于反应物邻苯二酚芳环上的碳原子(-0.124)，有利于亲电试剂进攻，说明反应更易发生二取代，这与实验结果一致。

邻苯二酚；反应机理；Friedel-Crafts烷基化反应；密度泛函研究

从辣椒、胡椒等辛辣植物中提取的辣素具有驱虫、抗菌、防污、抗肿瘤和镇痛消炎等作用，广泛应用于农药、医药、轻工等方面[1-3]。然而从植物中提取辣素产量低、成本高，不能满足社会需要。人工合成廉价易得的辣素及其类似物，可用于抗菌防污等[4-7]。

邻苯二酚和N-羟甲基丙烯酰胺经烷基化反应，生成辣素类似物N-(3、4-二羟基-6-丙烯酰胺甲基苄基)丙烯酰胺，反应式如图1所示。实验中发现，在较佳反应条件下，改变初始反应物配比分别为1∶1、5∶1、10∶1时，该反应均只得到二取代产物，而没有单取代产物生成。……