呋蟲胺水解機(jī)理的理論研究.pdf

1、呋蟲胺作為第三代新煙堿類殺蟲劑為現(xiàn)代農(nóng)業(yè)作出了重大貢獻(xiàn)，具有殺蟲廣譜，極強(qiáng)的吸收效果，高效的殺蟲活性和獨(dú)特的生物化學(xué)性。由于其廣泛和頻繁的應(yīng)用，隨著呋蟲胺在農(nóng)作物和水中的不斷積累將對人類和動物造成潛在危害并且會破壞作物的正常生長。呋蟲胺不含氯原子和芳香環(huán)，這點(diǎn)與其他已經(jīng)存在的殺蟲劑有很大的不同，因此為確保其安全性應(yīng)該特別關(guān)注呋蟲胺在環(huán)境中的降解機(jī)理。相關(guān)報(bào)道指出呋蟲胺能夠溶解在如甲醇和甲苯等有機(jī)溶劑中甚至可以達(dá)到37g/L，水解反應(yīng)是呋

2、蟲胺在環(huán)境中的主要降解途徑之一。據(jù)我們所知，近幾年有部分關(guān)于呋蟲胺水解的實(shí)驗(yàn)研究，然而對于呋蟲胺的水解機(jī)理的研究很少并且其水解反應(yīng)機(jī)理仍不清楚，因而對呋蟲胺的水解機(jī)理進(jìn)行理論研究具有很重要的意義。
　　水溶液的酸堿性是呋蟲胺在水溶液環(huán)境中降解的重要影響因素之一。在整篇文章中我們對呋蟲胺在堿性、中性和酸性條件下的水解機(jī)理進(jìn)行系統(tǒng)研究，主要采用 M06-2X, B3LYP的方法并結(jié)合6-311++G(d,p)基組和 MP2的方法結(jié)合6

3、-311+G(d,p)基組進(jìn)行計(jì)算。在氣相條件當(dāng)中，我們運(yùn)用M06-2X以及B3LYP的方法分別對不同酸堿性條件下反應(yīng)路徑中的過渡態(tài)(TS)、反應(yīng)物(RC)、中間體（INT)及產(chǎn)物（PC)的分子構(gòu)型進(jìn)行了全優(yōu)化，同時(shí)也經(jīng)過對虛頻進(jìn)行分析得出對應(yīng)過渡態(tài)的準(zhǔn)確性。此外，反應(yīng)是在水溶液中進(jìn)行的，因此我們也考慮了溶劑化效應(yīng)對整個(gè)理論研究的影響，本研究對所有的穩(wěn)定結(jié)構(gòu)運(yùn)用CPCM模型在M06-2X方法基礎(chǔ)上進(jìn)一步進(jìn)行優(yōu)化。數(shù)據(jù)顯示，不管是在水溶液

4、條件下還是在氣相條件下，呋蟲胺在堿性環(huán)境下的水解的活化能壘都是最低的，在堿性條件下反應(yīng)最迅速,因而得出呋蟲胺的水解為堿性水解。呋蟲胺在堿性條件下的Path A是反應(yīng)的最優(yōu)路徑，即呋蟲胺陰離子中羥基上的H6原子遷移至N2原子上的反應(yīng)路徑。本論文對呋蟲胺的水解理論計(jì)算進(jìn)行了細(xì)致地論述，這能夠?yàn)閷?shí)驗(yàn)探究作出進(jìn)一步驗(yàn)證，同時(shí)還可以為呋蟲胺的進(jìn)一步實(shí)驗(yàn)作出相應(yīng)的預(yù)測，從而提高實(shí)驗(yàn)探究能力和效率。我們的研究也能夠?yàn)轭愃频睦碚撗芯刻峁└嗟膮⒖純r(jià)值。