Квантово-химический расчет молекулы - циклопропил 2,4-диметилстирол методом MNDO Текст научной статьи по специальности «Фундаментальная медицина»

УДК 577.175.522

В. А. Бабкин, Д. С. Захаров, С. Н. Русанова,

Г. Е. Заиков

КВАНТОВО-ХИМИЧЕСКИЙ РАСЧЕТ МОЛЕКУЛЫ а - ЦИКЛОПРОПИЛ 2,4-ДИМЕТИЛСТИРОЛ МЕТОДОМ MNDO

Ключевые слова: квантово-химический расчет, метод MNDO, а- циклопропил - 2,4-диметилстирол, кислотная сила.

Впервые выполнен квантово-химический расчет молекулы а - циклопропил 2,4-диметилстирол 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 а - циклопропил - 2,4-диметилстирол относится к классу очень слабых кислот (pKa>14)

Keywords: quantum chemical calculation, method MNDO, a-cyclopropyl-2,4-dimethylstyrene, acid strength.

For the first time it is executed quantum chemical calculation of a molecule of a-cyclopropyl-2,4-dimethylstyrene method MNDO with optimization of geometry on all parameters. The optimized geometrical and electronic structure of this connection is received. Acid force of a-cyclopropyl-2,4-dimethylstyrene 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 квантово-химический расчет молекулы а -циклопропил-п-изопропилстирола [1] методом MNDO с оптимизацией геометрии по всем

параметрам стандартным градиентным методом, встроенным в PC GAMES S [2], в приближении изолированной молекулы в газовой фазе и теоретическая оценка его кислотной силы. Для визуального представления модели молекулы использовалась известная программа MacMolPlt [3].

Результаты расчетов

Оптимизированное геометрическое и электронное строение, общая энергия и электронная энергия молекулы а - циклопропил - 2,4-

диметилстирол получена методом MNDO и

показаны на рис.1 и в табл.1. Используя известную формулу рКа=42.11-147.^тахН+[4, 5] (qmaxH+ = +0.06) - 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.

Рис. 1 - Геометрическое и электронное строение молекулы а - циклопропил - 2,4-диметилстирол. (Е0 = -181125 кДж/моль, Еэл = -1084125 кДж/моль)

Таким образом, нами впервые выполнен квантово-химический расчет молекулы а -циклопропил - 2,4-диметилстирол методом ММЭО. Получено оптимизированное геометрическое и

электронное строение этого соединения. Теоретически оценена его кислотная сила рКа = 33. Установлено, что а - циклопропил - 2,4-

диметилстирол относится к классу очень слабых Н-кислот (рКа>14).

Таблица 1 - Оптимизированные длины связей, валентные углы и заряды на атомах молекулы а - циклопропил - 2,4-диметилстирол

Длины связей R,A Валентные углы Гра д Ато м Зарядні на атомах моле- кулы

C(i)-C(7) i .42 C(i)-C(7)-C(2) ii9 C(i) -0.05

C(2)-C(5) i .42 C(7)-C(i)-C(3) i2i C(2) -0.08

C(3)-C(i) i .40 C(i)-C(3)-C(4) i2i C(3) -0.04

C(4)-C(3) i.4i C(2)-C(5)-C(4) 123 C(4) -0.10

C(5)-C(4) i.4i C(3)-C(4)-C(5) ii8 C(5) -0.03

C(6)-C(4) i.5i C(3)-C(4)-C(6) i2i C(6) 0.08

C(7)-C(2) i .42 C(5)-C(2)-C(7) ii9 C(7) -0.02

C(7)-C(9) i .50 C(5)-C(2)-C(8) ii9 C(8) 0.08

C(i0)-C(9) i .35 C(i)-C(7)-C(9) ii8 C(9) -0.05

C(ii)-C(9) i .50 C(7)-C(9)-C(i0) i20 C(10) -0.041

C(i2)-C(ii) i .54 C(7)-C(9)-C(ii) ii5 C(ii) -0.06

C(i3)-C(i2) i .52 C(9)-C(ii)-C(i2) 125 C(12) -0.06

C(i3)-C(ii) i .54 C(9)-C(ii)-C(i3) 125 C(13) -0.06

H(i4)-C(6) i.ii C(4)-C(6)-H(i4) iii H(14) -0.003

H(i5)-C(6) i.ii C(4)-C(6)-H(i5) 111 H(15) -0.003

H(i6)-C(6) i.ii C(4)-C(6)-H(i6) 113 H(16) -0.01

H(i7)-C(8) i.ii C(2)-C(8)-H(i7) 112 H(17) -0.01

H(i 8)-C(8) i.ii C(2)-C(8)-H(i8) iii H(18) 0.00

H(i9)-C(i2) i.i0 C(ii)-C(i2)-H(i9) 121 H(19) 0.04

H(20)-C(i2) i.i0 C(ii)-C(i2)-H(20) 118 H(20) 0.04

H(2i)-C(i3) i.i0 C(ii)-C(i3)-H(2i) 121 H(21) 0.04

H(22)-C(i3) i.i0 C(ii)-C(i3)-H(22) 118 H(22) 0.04

H(23)-C(ii) i.i0 C(9)-C(ii)-H(23) iii H(23) 0.02

H(24)-C(i0) i .09 C(9)-C(i0)-H(24) 124 H(24) 0.04

H(25)-C(i0) i .09 C(9)-C(i0)-H(25) 123 H(25) 0.04

H(26)-C(5) i .09 C(2)-C(5)-H(26) 119 H(26) 0.06

H(27)-C(3) i .09 C(i)-C(3)-H(27) 119 H(27) 0.06

H(28)-C(i) i .09 C(3)-C(i)-H(28) 119 H(28) 0.06

H(29)-C(8) i.ii C(2)-C(8)-H(29) iii H(29) 0.00

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, 2QQ2, №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. T.i -Волгоград: изд-во ВолГУ, 2Q1Q 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. T.i -Волгоград: изд-во ВолГУ, 2Q1Q 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. T.i -Волгоград: изд-во ВолГУ, 20i0 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

уникальных 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 ММОО. 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 ММОО. 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 ММОО. 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 ММОО.

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 ММОО. 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 ММОО. 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, [email protected]; Д. С. Захаров - студ. СФ ВолгГАСУ; С. Н. Русанова -канд. техн. наук, доц. каф. технологии полимерных материалов КНИТУ; Г. Е. Заиков - д-р хим. наук, проф. Института биохимической физики РАН, [email protected].