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本文采用多表象的量子力学与分子力学方法(QM/MM方法)第一次在理论上研究了卤代烃CH3F+OH-在水溶液中的SN2反应,第一次用explicit溶剂模型理论研究了C2H5Cl+ClO-在水溶液中发生的SN2反应。运用了DFT/MM、ESP/MM和CCSD(T)/MM三种表象得到了高精度的CCSD(T)层面上的理论成果。在分子原子层面上系统的解释了SN2反应的反应机理。 在DFT/MM表象下理论研究得到了反应物、过渡态以及产物的优化结构。值得一提的是,由于溶剂的笼效应CH3F+OH-在水溶液中的反应区别于气相下形成的氢键络合物(CH3OH···F-)形式的产物,而形成了标准的C3V的SN2反应产物F-···CH3OH。运用过渡态搜索理论,分子动力学模拟及NEB方法等得到了DFT/MM和CCSD(T)/MM两种表象下的最小反应路径和沿反应路径的自由能曲线。其中,在DFT/MM和CCSD(T)/MM两种表象下 CH3F+OH-在水溶液中反应的势垒分别是17.7kcal/mol和18.3kcal/mol, C2H5Cl+ClO-在水溶液中的势垒分别是11.7kcal/mol和13.2kcal/mol。与先前理论研究中得到的结果相同,DFT理论对势垒的计算偏低。而本文中的得到的CCSD(T)结果与实验值非常接近。溶剂化效应和溶质的极化效应对液相下的反应势垒有很大的贡献。液相环境的存在提高了反应系统的势垒高度并增加了反应放热。 本文分五章,第一章简要介绍了卤代烃的SN2反应;第二章介绍了研究过程中用到的相关理论知识;第三和第四章分别阐述对CH3F+OH-和C2H5Cl+ClO-在水溶液中反应的研究;第五章为总结与展望。