Квантово-химический расчет молекулы 1,1-дихлор-2,2,3-триметилциклопропана методом MNDO Текст научной статьи по специальности «Фундаментальная медицина»

УДК 577.175.522

В. А. Бабкин, Д. В. Сивоволов, А. Ф. Яруллин, Г. Е. Заиков КВАНТОВО-ХИМИЧЕСКИЙ РАСЧЕТ МОЛЕКУЛЫ 1,1-ДИХЛОР-2,2,3-ТРИМЕТИЛЦИКЛОПРОПАНА МЕТОДОМ MNDO

Ключевые слова: квантово-химический расчет, метод MNDO, 1,1-дихлор-2,2,3-триметилциклопропан, кислотная сила.

Впервые выполнен квантово-химический расчет молекулы 1.1-дихлор-2,2,3-триметилциклопропана методом MNDO с оптимизацией геометрии по всем параметрам стандартным градиентным методом. Получено оптимизированное геометрическое и электронное строение этого соединения. Теоретически оценена его кислотная сила (рКа = 33). Установлено, что молекула 1,1-дихлор-2,2,3-триметилциклопропана относится к классу очень слабых кислот (pKa>14).

Keywords: quantum chemical calculation, method MNDO, 1,1-dihlor-2,2,3-trimethylcyclopropane, acid strength.

For the first time it is executed quantum chemical calculation of a molecule of 1,1-dihlor-2,2,3-trimethylcyclopropane method MNDO with optimization of geometry on all parameters. The optimized geometrical and electronic structure of this connection is received. Acid force of 1,1-dihlor-2,2,3-trimethylcyclopropane is theoretically appreciated. It is established, than it to relate to a class of very weak H-acids (pKa=+33, where pKa-universal index of acidity).

Целью настоящей работы является квантовохимический расчет молекулы 1,1-дихлор-2,2,3-триметилциклопропана [1] методом ММЭО с оптимизацией геометрии по всем параметрам стандартным градиентным методом, встроенным в РС вЛ-МБ88[2], в приближении изолированной молекулы в газовой фазе и теоретическая оценка его кислотной силы. Для визуального представления модели молекулы использовалась известная программа МасМо1РЩ3].

Результаты расчетов

Оптимизированное геометрическое и электронное строение, общая энергия и электронная энергия молекулы 1, 1 -дихлор-2,2,3-триметилциклопропана

получена методом ММЭО и показаны на рис.1 и в табл.1. Используя известную формулу рКа=42.11-

147.^^^, 5](^шахН+ = + 006-

максимальный заряд на атоме водорода, рКа- универсальный показатель кислотности см. табл.1) с успехом используемая, например, в работах [6-15] находим значение кислотной силы равное рКа = 33. Таким образом, нами впервые выполнен квантовохимический расчет молекулы 1,1-дихлор-2,2,3-триметилциклопропана методом ММЭО. Получено оптимизированное геометрическое и электронное строение этого соединения. Теоретически оценена его кислотная сила рКа = 33. Установлено, что 1,1-дихлор-2,2,3-триметилциклопропан относится к классу очень слабых Н-кислот (рКа>14).

Рис. 1. Геометрическое и электронное строение молекулы 1,1-дихлор-2,2,3 триметилциклопропа-

на (Е0= -534414,8224/моль, Еэл= -

141025,7799кДж/моль)

Таблица 1 - Оптимизированные длины связей, валентные углы и заряды на атомах молекулы

Длины связей R,A Валентные углы Град Атом Заряды на атомах молекулы

C(2)-C(1) 1.53 C(1)-C(2)-C(3) 241 C(1) -0.06

C(3)-C(2) 1.55 C(2)-C(3)-C(4) 120 C(2) +0.08

C(4)-C(3) 1.53 C(2)-C(3)-C(5) 120 C(3) -0.11

C(5)-C(3) 1.53 C(1)-C(2)-CL(6) 119 C(4) +0.07

CL(6)-C(2) 1.77 C(1)-C(2)-CL(7) 122 C(5) +0.07

CL(7)-C(2) 1.77 C(2)-C(1)-C(8) 126 CL(6) -0.11

C(8)-C(1) 1.51 C(2)-C(1)-H(9) 115 CL(7) -0.11

H(9)-C(1) 1.11 C(3)-C(5)-H(10) 114 C(8) +0.06

H(10)-C(5) 1.11 C(3)-C(5)-H(11) 110 H(9) +0.06

H(11)-C(5) 1.11 C(3)-C(5)-H(12) 111 H(10) +0.01

H(12)-C(5) 1.11 C(3)-C(4)-H(13) 113 H(11) 0.00

H(13)-C(4) 1.11 C(3)-C(4)-H(14) 110 H(12) +0.01

H(14)-C(4) 1.11 C(3)-C(4)-H(15) 111 H(13) +0.01

H(15)-C(4) 1.11 C(1)-C(8)-H(16) 110 H(14) 0.00

H(16)-C(8) 1.11 C(1)-C(8)-H(17) 110 H(15) +0.01

H(17)-C(8) 1.11 C(1)-C(8)-H(18) 114 H(16) +0.01

H(18)-C(8) 1.11 H(17) 0.00

H(18) +0.01

Литература

1. Дж. Кеннеди. Катионная полимеризация олефинов / Дж. Кеннеди. - М., 1978.-431 с.

2. M.W.Shmidt, K.K.Baldrosge, J.A. Elbert, M.S. Gordon, J.H. Enseh, S.Koseki, N.Matsvnaga., K.A. Nguyen, S. J. SU, and anothers. J. Comput. Chem.14, 1347-1363, (1993).

3. B.M. Bode and M.S. Gordon J. Mol. Graphics Mod., 16, 1998, 133-138.

4. V.A. Babkin, R.G. Fedunov, K.S. Minsker and anothers. Oxidation communication, 2002, №1, 25, 21-47.

5. V.A. Babkin and others/ Oxidation communication, 21, №4, 1998, pp 454-460.

6. В.А. Бабкин, В.Ю. Дмитриев, Г.Е. Заиков. Квантовохимический расчет молекулы мономера катионной полимеризации гексен-1 методом MNDO. В сборнике научных статей: Квантово-химический расчет уникальных молекулярных систем. Т.1 -Волгоград: изд-во ВолГУ, 2010 г., с 93-95.

7. В.А. Бабкин, В.Ю. Дмитриев, Г.Е. Заиков. Квантовохимический расчет молекулы мономера катионной полимеризации гептен-1 методом MNDO. В сборнике научных статей: Квантово-химический расчет уникальных молекулярных систем. Т.1 -Волгоград: изд-во ВолГУ, 2010 г., с 95-97.

8. В.А. Бабкин, В.Ю. Дмитриев, Г.Е. Заиков. Квантовохимический расчет молекулы мономера катионной полимеризации декен-1 методом MNDO. В сборнике научных статей: Квантово-химический расчет уникальных молекулярных систем. Т.1 -Волгоград: изд-во ВолГУ, 2010 г., с 97-99.

9. В.А. Бабкин, В.Ю. Дмитриев, Г.Е. Заиков. Квантовохимический расчет молекулы мономера катионной полимеризации нонен-1 методом MNDO. В сборнике научных статей: Квантово-химический расчет уникаль-

ных молекулярных систем. Т.1 -Волгоград: изд-во ВолГУ, 2010 г., с 99-102.

10. В.А. Бабкин, В.Ю. Дмитриев, Г.Е. Заиков. Квантовохимический расчет молекулы мономера катионной полимеризации октен-1 методом МЫБО. В сборнике научных статей: Квантово-химический расчет уникальных молекулярных систем. Т.1 -Волгоград: изд-во ВолГУ, 2010 г.,с 103-104.

11. В.А. Бабкин, Д.С. Андреев. Квантово-химический расчет молекулы изобутилена методом МЫБО. В сборнике научных статей: Квантово-химический расчет уникальных молекулярных систем. Т.1 -Волгоград: изд-во ВолГУ, 2010 г., с 176-177.

12. В.А. Бабкин, Д.С. Андреев. Квантово-химический расчет молекулы 2-метилбутена-1 методом МЫБО. В сборнике научных статей: Квантово-химический расчет уникальных молекулярных систем. Т.1 -Волгоград: изд-во ВолГУ, 2010 г., с 177-179.

13. В.А. Бабкин, Д.С. Андреев. Квантово-химический

расчет молекулы 2-метилбутена-2 методом М№ЭО.

сборнике научных статей: Квантово-химический расчет уникальных молекулярных систем. Т.1 -Волгоград: изд-во ВолГУ, 2010 г., с 179-180.

14. В.А. Бабкин, Д.С. Андреев. Квантово-химический

расчет молекулы 2-метилпентена-1 методом М№ЭО. В сборнике научных статей: Квантово-химический расчет уникальных молекулярных систем. Т.1 -Волгоград: изд-во ВолГУ, 2010 г., с 181-182.

15. В.А. Бабкин, Д.С. Андреев. Квантово-химический

расчет молекулы 2-этилбутена-1 методом М№ЭО. В сборнике научных статей: Квантово-химический расчет уникальных молекулярных систем. Т.1 -Волгоград: изд-во ВолГУ, 2010 г., с 183-185.

© В. А. Бабкин - д-р хим. наук, проф., нач. науч. отдела Себряковского филиала Волгоградского государственного архитектурно-строительного университета, sfvo1ggasu@yandex.ru; , Д. В. Сивоволов - студ. Себряковского филиала Волгоградского государственного архитектурно-строительного университета; А. Ф. Яруллин - ассс. каф. технологии полимерных материалов КНИТУ; Г. Е. Заиков - д-р хим. наук, проф. Института биохимической физики РАН, chembio@sky.chph.ras.ru.