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Understanding Ball Milling Mechanochemical Processes with DFT Calculations and Microkinetic Modeling

机械化学 球磨机 反应机理 计算化学 密度泛函理论 电介质 基本反应 催化作用 生化工程 纳米技术 化学 材料科学 物理 动力学 有机化学 经典力学 工程类 复合材料 光电子学
作者
Bruna S. Pladevall,Adiran de Aguirre,Feliu Maseras
出处
期刊:Chemsuschem [Wiley]
卷期号:14 (13): 2763-2768 被引量:25
标识
DOI:10.1002/cssc.202100497
摘要

Abstract Mechanochemistry is an emerging field with many potential applications in sustainable chemistry. But despite the growing interest in the field, its underlying mechanistic foundations are not fully understood yet. This work presents the application of computational tools, such as DFT calculations in continuum and microkinetic modeling, to the analysis of mechanically activated procedures. Two reactions reported in previous experimental publications were studied: (i) a series of Diels‐Alder reactions and (ii) the synthesis of sulfonylguanidines. Calculations succeed in reproducing experimentally reported reaction times. The procedures were mostly standard, coupled with some sensitive choices in terms of starting concentrations and dielectric constant. This means that these particular reactions accelerated by ball milling followed the same mechanism as the equivalent reactions in solution. The implications of this result on the general picture of mechanochemical processes are discussed.
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