卤代2-Pyridone-(NH3)n(n=1,2)复合物中
质子转移反应机理的理论研究
摘 要
本文对质子转移反应过程的机理及国内外研究现状、氢键对于质子转移反应的影响、2-吡啶酮的基本结构和其互变异构体、量子化学的发展、量子化学的几种基本的研究方法进行了综述。
关键词：质子转移反应；氢键；2-吡啶酮；量子化学；
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质子转移反应
- 质子转移反应
质子转移反应（proton transfer, PT）是指质子供体官能团将H转移到质子受体官能团的过程，广泛存在于分子内和分子间，是互变异构以及氧化还原反应中最基本的现象[1]。所谓互变异构现象,是指分子中某一个原子可以在分子中的两个不同位置迅速移动而引起的分子在两种异构体之间发生的一种可逆异构化作用。现阶段国内对外对于质子转移反应和互变异构的理论研究主要集中于酮式和烯醇式之间的互变异构。由于质子转移反应不止存在于化学反应过程，还广泛的存在于生物过程，所以国内外的学者们对碱基对之间的质子转移也进行了深刻的研究[2]。
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- 质子转移反应与氢键
氢键通常可用X-Hhellip;Y来表示。其中X以共价键（或离子键）与氢相连，具有较高的电负性，可以稳定负电荷，因此H易解离，具有酸性（质子给予体）。而Y则具有较高的电子密度，一般是含有孤对电子的原子，容易吸引氢质子，从而与X和H原子形成氢键。
氢键在质子转移反应过程中有着重要的作用。通过氢键发生的分子内质子转移反应可改变分子的微观结构和性质，可以降低质子转移过程的能垒。分子间氢键相互作用不影响分子内发生电荷转移反应，但可为分子间质子转移反应提供反应通道[3]。例如，3-氨基-2-吡啶酮的酮式和烯醇式结构的质子迁移过程中有分子内质子迁移和水助质子迁移两种可能途径，因氢键参与可以降低反应活化能，所以水助质子迁移所需的能量更低[4]；质子转移过程中的能垒及承受质子转移的准环上pi;电子的离域度大不相同，异构体的能量也不同，其最稳定的异构体具有最弱的氢键和最低的芳香性。例如，氢键作用可以降低2,6-二巯基嘌呤氢键-水合物稳定性[5]。
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- 其它条件对质子转移反应的影响
1.3.1 溶剂化作用
