中科院大连化物所瓦尔登翻转取代反应机理研究获新进展（中国科学报2017-03-01）

　　记者刘万生 通讯员刘舒、张兆军  发布时间：2017-03-01

　　来源：中国科学报　　

　　本报讯 近日，中科院大连化物所分子反应动力学国家重点实验室研究员张东辉、副研究员刘舒团队在瓦尔登（Walden）翻转取代反应机理研究上取得新进展，首次对一个通过瓦尔登翻转机理实现的取代反应进行了精确的理论研究，获得了详尽的动力学信息和清晰的物理图像，相关研究成果发表于《自然—通讯》。

　　为了研究不同同位素效应的动力学起源，科研人员分析了反应过程中不反应甲基基团伞形角的变化。计算结果表明对于H’+CHD3 取代反应，不反应CD3基团的伞形运动在反应期间对入射H原子的攻击响应非常缓慢，反应并没有经过最小能量路径。取而代之，伞形角在动力学过渡态处大于90°，对应的势垒高度大于静态势垒高度。这正是造成动力学和反应截面同位素效应差异以及高能量阈值的原因。

　　H’+CH4取代反应研究中发现的所有这些现象都曾经在有势垒的气相SN2反应中观察到，包括高阈值能量、室温下反向二级动力学同位素效应，以及反应截面很强的正向二级同位素效应，因此本研究中发现的机理也极可能在这些气相SN2反应中发挥重要的作用，从而为气相SN2反应动力学研究提供了重要线索。

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