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烯烃复分解反应作为目前C=C双键的转移、改性的主要手段,受到了广泛的关注。在Chavin机理被人们普遍接受后,该类型的研究就主要集中于对该反应的催化剂选择、合成、开发等方面。随着工业生产生活的需求,科学家们研发了以氮杂环化合物为配体,以金属W、Mo等为中心原子的一类型催化剂,并且以Ru为中心原子的Grubbs配合物催化效果要明显优于其他情况。但经过深入研究发现,大多数的催化剂催化该类型的反应结果都具有E选择性。而从日常生活与生产分析,更多情况需要Z构型烯烃,针对该问题,催化剂被进一步改性,得到了以硝酸根类基团为配体的双氧螯合催化剂。在该催化剂存在的情况下,烯烃复分解反应的Z-选择性明显提高。但其反应详细机理并未得到深入的分析研究。本文主要针对含有硝酸类基团配体的化合物催化开环烯烃复分解反应的过程进行理论研究,并分析了过程中各种现象产生的原因,为有效的提高催化剂效率提供重要的理论依据。文中借助国家超级计算天津中心TH-1A大系统,运用Gaussian09D软件,采用B3LYP等方法,在genecp基组上对该催化反应机理进行密度泛函理论研究,搜寻了反应势能面上所有相关的驻点,优化了它们的几何构型,用振动分析有无虚频确认了过渡态和中间体,应用IRC方法,确定以NO3-、NO2-为双氧配体的催化剂催化降冰片烯与丙烯反应的基元步骤,结合文献,确定该反应的催化反应历程。文章主要研究内容包括以下几部分:第一章,对量子化学及烯烃复分解反应研究现状进行概述。第二章,简要介绍计算过程中涉及的基本理论,主要包括一些基本概念、密度泛函理论、过渡态理论、内禀反应坐标理论、活化畸变模型及能量跨度模型等,另外还对过程中运用的计算软件Gaussian、Gaussview及AUTOF进行了介绍。第三章,采用密度泛函（DFT）B3LYP等方法对含有NO3-结构的催化剂催化过程涉及的结构进行优化、频率分析,对反应路径进行了描述,从而得出反应从侧面进攻最终形成Z构型产物的最优机理,侧重用电荷效应分析了反应从侧面进攻的原因,随后用应力分析计算反应具有Z选择性的决定因素。第四章,采用同样的方法,对含有NO2-结构的催化剂催化过程涉及的结构进行优化计算,对得出的从侧面进攻过程的三种路径进行详尽的分析,并分析了生成最终产物的所有过程。第五章,根据计算所得的热力学与动力学数据,通过使用AUTOF软件将能量跨度模型进行扩展,计算不同催化剂反应得出的最优机理的转换频率,分析反应从侧面或底面进攻得到Z/E构型的TOF值,验证反应的最佳反应通道。并将一系列同类型的催化剂催化效率进行比较,通过位阻效应及电荷效应分析,经过理论计算分析评价催化剂的性能。