ВЕСТНИК
Башкирского университета

ENGLISH
Главная Авторам Рецензентам Выпуски журнала Редколлегия Редакция Загрузить статью Подписка ISSN 1998-4812

Архив | Том 26, 2021, No. 3.

ИССЛЕДОВАНИЕ ВЗАИМОСВЯЗИ ЭНЕРГИИ НАПРЯЖЕНИЯ И СТРОЕНИЯ МОНО- И ДИЗАМЕЩЕННЫХ ЦИКЛОПРОПАНОВ С ПОМОЩЬЮ QTAIM ТОПОЛОГИЧЕСКОГО АНАЛИЗА ЭЛЕКТРОННОЙ ПЛОТНОСТИ

Вестник Башкирского университета. 2021. Том 26. №3. С. 620-625.
Download
  • © Е. С. Ахметшина

    Уфимский институт химии УФИЦ РАН

    Россия, Республика Башкортостан, 450054 г. Уфа, пр. Октября, 69

  • © С. Л. Хурсан

    Уфимский институт химии УФИЦ РАН

    Россия, Республика Башкортостан, 450054 г. Уфа, пр. Октября, 69

Композитным методом G4 проведен расчет энергий напряжения (SE) моно- и дизамещенных фтор-, хлор-, метил-, метоксициклопропанов с использованием авторской методологии полного набора гомодесмотических реакций. Выполнен QTAIM топологический анализ распределения электронной плотности в циклопропанах тестового набора (с учетом изученных ранее - всего 16 соединений) с целью выявления зависимости SE от строения циклопропана и природы заместителей. В изученном наборе соединений величина SE в расчете на один C3-цикл изменяется в широких пределах, от 103.9 кДж/моль - для ацетилциклопропана до 164.9 кДж/моль - для 1,1-дифторциклопропана. Прослежена зависимость найденных величин SE от трех структурных индексов циклопропанов: отклонения связевой критической точки от линии связи, разности длины связевого пути и линии связи и величины лапласиана электронной плотности в критической точке цикла. За исключением бициклобутана (SE на 1 цикл = 141.5 кДж/моль) установлена прекрасная линейная корреляция SE со всеми индексами во всем диапазоне изменения энергий напряжения, что позволяет предложить установленные корреляционные зависимости для экспресс-оценки энергий напряжения в соединениях, содержащих циклопропановые фрагменты.

Ключевые слова:

  • гомодесмотический метод
  • энергия напряжения
  • QTAIM анализ
  • связь «структура-свойство»
  • homodesmotic method
  • strain energy
  • QTAIM analysis
  • QSAR

ЛИТЕРАТУРА

  1. Хурсан С. Л., Исмагилова А. С., Ахмеров А. А., Спивак С. И. Конструирование гомодесмических реакций для расчета энтальпий образования органических соединений // Журнал физической химии. 2016. Т. 90. №4. С. 569-575.
  2. Хурсан С. Л., Исмагилова А. С., Спивак С. И. Теоретико-графовый метод определения базиса гомодесмических реакций для ациклических химических соединений // Доклады Академии наук. 2017. Т. 474. №4. С. 454-457.
  3. Хурсан С. Л., Исмагилова А. С., Зиганшина Ф. Т., Ахметьянова А. И. Конструирование полного набора гомодесмических реакций с использованием метода Depth-First Search // Журнал физической химии. 2021. Т. 95. №7. С. 1-9. DOI: 10.31857/S0044453721070141.
  4. Bader R. Atoms in molecules: a quantum theory. USA: Oxford University press, 1994. ISBN 978-0-19-855865-1.
  5. Бурцева Е. С., Ахметьянова А. И., Исмагилова А. С., Хурсан С. Л. Гомодесмический метод определения невалентных эффектов в ряду производных циклопропана // Вестник Башкирского университета. 2017. Т. 22. №4. С. 946-952.
  6. Akhmetshina E. S., Khursan S. L. Complete set of homodesmotic reactions for the analysis of non-valence effects in the three-to-six-membered cyclic organic compounds // Thermochimica Acta. 2020. Vol. 685. Pp. 178541.
  7. Ахметшина Е. С., Хурсан С. Л. Использование формализма реакций разделения групп для анализа невалентных эффектов органических соединений: трехчленные углеродные циклы // Известия Академии наук. Серия химическая. 2020. №1. С. 76-83.
  8. Khursan S. L., The standard enthalpies of formation of fluorinated alkanes: Nonempirical quantum-chemical calculations // Russian Journal of Physical Chemistry. 2004. Vol. 78. Pp. 34-42.
  9. Smith M. B. March's advanced organic chemistry: reactions, mechanisms, and structure. Wiley. 2013.
  10. Potemkin V. A., Pogrebnoy A. A., Grishina M. A. Technique for energy decomposition in the study of "receptor-ligand" complexes // Journal of Chemical Information and Modeling. 2009. Vol. 49. Pp. 1389-406.
  11. Curtiss L. A., Redfern P. C., Raghavachari K. Gaussian-4 theory // The Journal of Chemical Physics. 2007. Vol. 126. P. 084108.
  12. Frisch M. J., Trucks G. W., Schlegel H. B., Scuseria G. E., Robb M. A., Cheeseman J. R., Scalmani G., Barone V., Mennucci B., Petersson G. A., Nakatsuji H., Caricato M., Li X., Hratchian H. P., Izmaylov A. F., Bloino J., Zheng G., Sonnenberg J. L., Hada M., Ehara M., Toyota K., Fukuda R., Hasegawa J., Ishida M., Nakajima T., Honda Y., Kitao O., Nakai H., Vreven Jr. T., Montgomery J. E., Peralta F., Ogliaro M., Bearpark J. J., Heyd E., Brothers K. N., Kudin V. N., Staroverov R., Kobayashi J., Normand K., Raghavachari A., Rendell J. C., Burant S. S., Iyengar J., Tomasi M., Cossi N., Rega J. M., Millam M., Klene J. E., Knox J. B., Cross V., Bakken C., Adamo J., Jaramillo R., Gomperts R. E., Stratmann O., Yazyev A. J., Austin R., Cammi C., Pomelli J. W., Ochterski R. L., Martin K., Morokuma V. G., Zakrzewski G. A., Voth P., Salvador J. J., Dannenberg S., Dapprich A. D., Daniels, Farkas Ö., Foresman J. B., Ortiz J. V., Cioslowski J., Fox D. J., Gaussian 09, Revision C. 1, Gaussian Inc., Wallingford CT, 2009.
  13. AIMAll (Version 19.10.12), Todd A. Keith, TK Gristmill Software, Overland Park KS, USA, 2019. (aim.tkgristmill.com).

Copyright © Вестник Башкирского университета 2010-2022