Квантово-химический расчет некоторых соединений с малыми циклами методом MNDO Текст научной статьи по специальности «Химические науки»

УДК 577.175.522

В. А. Бабкин, С. М. Шамин, Г. Е. Заиков,

О. В.Стоянов, А. Ф. Яруллин

КВАНТОВО-ХИМИЧЕСКИЙ РАСЧЕТ НЕКОТОРЫХ СОЕДИНЕНИЙ

С МАЛЫМИ ЦИКЛАМИ МЕТОДОМ MNDO

Ключевые слова: квантово-химический расчет, метод MNDO, 1-метилбициклогептан, 2-метилбициклогептан, 3-метилбицикло [4, 1, 0] гептан, 1-метилбицикло [6, 1, 0] октан, 1-метилбицикло [6, 1, 0] нонан, спиропентан, 2,4-спирогептан, 2,5-спирогектан, 2,6-спирононан, 2,7-спиродекан, кислотная сила.

Впервые выполнен квантово-химический расчет молекул некоторых соединений с малыми циклами: 1-метилбициклогептан, 2-метилбициклогептан, 3-метилбицикло [4, 1, 0] гептан, 1-метилбицикло [6, 1, 0] октан, 1-метилбицикло [6, 1, 0] нонан, спиропентан, 2,4-спирогептан, 2,5-спирогектан, 2,6-спирононан, 2,7-спиродекан методом MNDO. Получено оптимизированное по всем параметрам геометрическое и электронное строение этих соединений. Установлено, что все они обладают одинаковой кислотной силой. Теоретически оценена их кислотная сила (рКа=36).

Keyword:quantum-chemical calculation, methodMNDO,1-methylbicyclogeptan,2-methylbicyclogeptan, 3-methylbicycl[4, 1, 0]geptan, 1-methylbicyclo[6, 1, 0]octan, 1-methylbicyclo[6, 1, 0]nonan,spiropentan,2,4- spirogeptan, 2,5- spirogektan, 2,6- spirononan, 2,7-

spirodekan, acidic force.

Quantum chemical calculation of a molecules of the same connection with cycles- 1-methylbicyclogeptan,2-methylbicyclogeptan, 3-methylbicycl[4, 1, 0]geptan, 1-methylbicyclo[6, 1, 0]octan, 1-methylbicyclo[6, 1, 0]nonan,spiropentan,2,4- spirogeptan, 2,5- spirogektan, 2,6- spirononan, 2,7- spirodekan, acidic force for the first time is executed method MNDO with optimization of geometry on all parameters. The optimized geometrical and electronic structure of this compound is received and acidic force is theoretically appreciated. It is established, than it to relate to a class of very weak H-acids (pKa=+36, where pKa-universal index of acidity).

Цель работы

Целью настоящей работы является квантовохимический расчет молекул мономеров катионной полимеризации с малыми циклами (1-метилбициклогептан, 2-метилбициклогептан, 3-

метилбицикло [4, 1, 0] гептан, 1-метилбицикло [6, 1, 0] октан, 1-метилбицикло [6, 1, 0] нонан, спиропентан,

2,4-спирогептан, 2,5-спирогектан, 2,6-спирононан,

2,7-спиродекан) [1] методом MNDO с оптимизацией геометрии по всем параметрам стандартным градиентным методом, встроенным в PC GAMESS [2], в приближении изолированной молекулы в газовой фазе и теоретическая оценка его кислотной силы. Для визуального представления модели молекул использовалась известная программа MacMolPlt [3].

Результаты расчетов

Оптимизированные геометрические и электронные строение, общая энергия и электронная энергия молекул (1-метилбициклогептан, 2-

метилбициклогептан, 3-метилбицикло [4, 1, 0] гептан, 1-метилбицикло [6, 1, 0] октан, 1-метилбицикло [6, 1, 0] нонан, спиропентан, 2,4-спирогептан, 2,5-

спирогектан, 2,6-спирононан, 2,7-спиродекан), полученные методом MNDO, показаны на рис. 1-10 и в табл. 1-11.

Используя формулу рКа=49,4-134,61*qmaxH+ [4], которая с успехом использовалась, например в + [5-34, 36-37] (где рКа- универсальный показатель кислотности, qmaxH+-максимальный общий заряд на атоме водорода (по Милликену [1]) R=0.96, R-

коэффициент корреляции, qmaXH+=0,1 (табл. 11) определяем значения рКа для каждого мономера. Из табл.11. видно, что все изучаемые мономеры с малы-

ми циклами обладают одинаковой и весьма слабой кислотной силой рКа=36.

Рис. 1 - Геометрическое и электронное строение молекулы 1-метилбициклогептан (Е0= -117786 кДж/моль)

Рис. 2 - Геометрическое и электронное строение молекулы 2-метилбициклогептана (Е0= - 117781 кДж/моль)

им)

Рис. 3 - Геометрическое и электронное строение молекулы 3-метилбицикло [4, 1, 0] гептана (Е0= -117642 кДж/моль)

Рис. 4 - Геометрическое и электронное строение молекулы 1-метилбицикло [6, 1, 0] октана (Е0= -132852 кДж/моль)

Рис. 5 - Геометрическое и электронное строение молекулы 1-метилбицикло [6, 1, 0] нонана (Е0= -147874 кДж/моль)

Рис. 6 - Геометрическое и электронное строение молекулы спиропентана (Е0= -72430 кДж/моль)

©

Рис. 7 - Геометрическое и электронное строение молекулы 2,4-спирогептана (Е0= - 102715

кДж/моль)

Рис. 8 - Геометрическое и электронное строение молекулы 2,5-спирогектана (Е0= -117786 кДж/моль)

Рис. 9 - Геометрическое и электронное строение молекулы 2,6-спирононана (Е0= - 132837

кДж/моль)

Заключение

Таким образом, нами впервые выполнен квантово-химический расчет мономеров катионной полимеризации с малыми циклами (1-метилбициклогептан, 2-метилбициклогептан, 3-

метилбицикло [4, 1, 0] гептан, 1-метилбицикло [6, 1, 0] октан, 1-метилбицикло [6, 1, 0] нонан, спиропентан,

2,4-спирогептан, 2,5-спирогектан, 2,6-спирононан,

2,7-спиродекан) методом AB INITIO в базисе 6311G**. Получены оптимизированные геометрические и электронные строение этих соединении. Показано, что все они обладают одинаковой кислотной силой. Теоретически оценена их кислотная сила рКа=36. Установлено, что мономеры катионной полимеризации с малыми циклами относятся к классу Рис. 10 - Геометрическое и электронное строение очень слабых Н-кислот (рКа>14).

молекулы 2,7-спиродекана (Е0= - 147900 кДж/моль)

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

1-метилбициклогептан

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

(2 (3 0 о 1 1 о о 1,54 1,52 С( С( 2) 1) - -(( 32 - -(( 13 59 60 С(1) -0,03

(3 0 1 (2) и 1,55 (2) С( - С( - (3 С( 61 С(2) -0,15

(4) О 1 (2) и 1,54 (8) С( - (2) С( - С( 119 С(3) -0,09

ОО и 1 (2) (2) и 1,52 (8) (5) С( С( - -(2 (3 С( С( - -С( С( 124 С(4) +0,04

(( 1 (2 (3 (( 1,52 (5) (7) С( С( - -(3) (5) С( С( - -(1 (3 С( С( 116 С(5) +0,03

(5) (7) (( 1 (3) (5) (( 1,54 (7) (6) С( С( - -(5) (7) С( С( - -(3) (5) С( С( 114 С(6) -0,01

(6) ( 1 (7) и 1,54 (4) С( - (6) С( - (7) С 115 С(7) -0,01

(6) (4) (( 1 (7) (6) и 1,54 (4) (2) С( С( - -(6) (4) С( С( - -(7) (6) СС 115 С(8) +0,08

Н(9) - С(8) 1,1 Н(12) - С(1) - С(2) 119 Н(9) -0,01

Н(10) - С(8) 1,1 Н(13) - С(1) - С(2) 120 Н(10) Н(11) -0,01

Н(11) - С(8) 1,1 Н(14) - С(3) - С(1) 116 Н(12) -0,01

Н(12) - С(1) 1,11 Н(15) - С(4) - С(2) 110 Н(13) +0,04

Н(13) - С(1) 1,11 Н(16) - С(4) - С(6) 109 Н(14) +0,04

Н(14) - С(3) 1,12 Н(17) - С(5) - С(3) 108 Н(15) +0,04

Н(15) - С(4) 1,11 Н(18) - С(5) - С(3) 109 Н(16) +0,01

Н(16) - С(4) 1,11 Н(19) - С(7) - С(5) 109 Н(17) +0,01

Н(17) - С(5) 1,11 Н(20) - С(7) - С(5) 110 Н(18) +0,01

Н(18) - С(5) 1,11 Н(21) - С(6) - С(7) 109 Н(19) +0,01

Н(19) - С(7) 1,11 Н(22) - С(6) - С(7) 109 Н(20) +0,01

Н(20) - С(7) 1,11 Н(9) - С(8) - С(2) 113 Н(21) +0,01

Н(21) - С(6) 1,11 Н(10) - С(8) - С(2) 111 Н(22) +0,01

Н(22) - С(6) 1,11 Н(11) - С(8) - С(2) 111 +0,01

Длины связей Я, А

С(1) - С(2) 1,53

С(2) - С(3) 1,54

С(1) - С(3) 1,53

С(3) - С(5) 1,52

С(5) - С(6) 1,54

С(6) - С(7) 1,54

С(7) - С(4) 1,55

С(4) - С(2) 1,53

С(4) - С(8) 1,54

Н(9) - С(1) 1,1

Н(10) - С(1) 1,1

Н(11) - С(2) 1,1

Н(12) - С(4) 1,12

Н(13) - С(8) 1,11

Н(14) - С(8) 1,11

Н(15) - С(7) 1,11

Н(16) - С(7) 1,11

Н(17) - С(3) 1,1

Н(18) - С(8) 1,11

Н(19) - С(6) 1,11

Н(20) - С(6) 1,11

Н(21) - С(5) 1,12

Н(22) - С(5) 1,11

Валентные углы

Град.

Атом

Заряды на атомах молекулы

С(1) -

С(2) -

С(3) -

С(1)

С(3)

С(5) -

С(6) -

С(2)

С(2)

Н(9) -

Н(10)

Н(11)

Н(17)

Н(12)

Н(21)

Н(18)

Н(22)

Н(19)

Н(20)

Н(15)

Н(16)

Н(13)

Н(14)

Н(18)

- С(2) - С(3)

- С(3) - С(1)

- С(1) - С(2)

- С(3) - С(5)

- С(5) - С(6)

- С(6) - С(7)

- С(7) - С(4)

- С(4) - С(7)

- С(4) - С(8)

- С(1) - С(3)

- С(1) - С(3)

- С(2) - С(3)

- С(3) - С(2)

- С(4) - С(2)

- С(5) - С(3)

- С(5) - С(3)

- С(5) - С(3)

- С(6) - С(5)

- С(6) - С(5)

- С(7) - С(6)

- С(7) - С(6)

- С(8) - С(4)

- С(8) - С(4)

- С(8) - С(4)

60

60

61

124

115

115

115 112 112 118 121

116 116 108 108

109

110 109 109 109 108 112 111 111

С(1) С(2) С(3) С(4) С(5) С(6) С(7) С(8) Н(9) Н(10) Н(11) Н(12) Н(13) Н(14) Н(15) Н(16) Н(17) Н(18) Н(19) Н(20) Н(21) Н(22)

-0,04

-0,09

-0,1

-0,02

+0,03

-0,01

+0,01

+0,04

+0,04

+0,04

+0,05

+0,01

-0,01

-0,01

+0,01

+0,01

+0,05

-0,01

+0,01

+0,01

+0,01

+0,01

Таблица 3 - Оптимизированные длины связей, валентные углы и заряды атомов молекулы

3-метилбицикло [4, 1, 0] гептана

Валентные углы Град. Атом Заряды на атомах

молекулы

С(1) - С(2) - С(3) 59

С(1) - С(3) - С(2) 59 С(1) С(2) С(3) С(4) С(5) С(6) С(7) С(8) Н(9) Н(10) Н(11) Н(12) Н(13) Н(14) Н(15) Н(16) Н(17) Н(18) Н(19) Н(20) Н(21) Н(22) +0,03

С(3) - С(1) - С(2) 61 -0,15

С(1) - С(2) - С(4) 141 -0,15

(2) С( - (4) С( - (6) С 107 +0,06

(4) С( - (6) С( - (7) С 117 +0,05

(6) С( - (7) С( - (5) С( 119 -0,06

(7) С( - (5) С( - (3) С( 106 +0,01

(8) С( - (6) С( - (4) С 111 +0,04

(7) С( - (6) С( - (8) С( 111 -0,01

Н(17) - С(1) - С(3) Н(18) - С(1) - С(3) 122 117 -0,01 -0,01

Н(16) - С(3) - С(1) 109 +0,01

Н(19) - С(2) - С(1) 109 +0,01

Н(20) - С(4) - С(2) 110 +0,01

Н(21) - С(4) - С(2) 113 +0,01

Н(14) - С(5) - С(3) 113 +0,01

Н(15) - С(5) - С(3) 111 +0,04

Н(22) - С(6) - С(4) 106 +0,04

Н(12) - С(7) - С(5) 107 +0,04

Н(13) - С(7) - С(5) 108 +0,01

Н(9) - С(8) - С(6) 111 +0,01

Н(10) - С(8) - С(6) 112 +0,01

Н(11) - С(8) - С(6) 111

Длины связей

С(1) - С(2) 1,53

С(2) - С(3) 1,53

С(2) - С(3) 1,55

С(3) - С(5) 1,51

С(5) - С(7) 1,57

С(6) - С(7) 1,58

С(2) - С(4) 1,51

С(4) - С(6) 1,58

С(6) - С(8) 1,54

Н(9) - С(8) 1,11

Н(10) - С(8) 1,11

Н(11) - С(8) 1,11

Н(12) - С(7) 1,11

Н(13) - С(7) 1,11

Н(14) - С(5) 1,11

Н(15) - С(5) 1,11

Н(16) - С(3) 1,11

Н(17) - С(1) 1,1

Н(18) - С(1) 1,1

Н(19) - С(2) 1,11

Н(20) - С(4) 1,11

Н(21) - С(4) 1,11

Н(22) - С(6) 1,12

Я, А

Длины связей Я, А Валентные углы Град. Атом Заряды на атомах молекулы

С(1) - С(2) 1,54 С(1) - С(2) - С(3) 59 С(1) -0,03

С(1) - С(3) 1,52 С(2) - С(3) - С(1) 60 С(2) -0,15

С(2) - С(3) 1,56 С(2) - С(1) - С(3) 61 С(3) -0,09

С(2) - С(9) 1,53 С(1) - С(3) - С(5) 124 С(4) +0,04

С(2) - С(4) 1,53 С(3) - С(5) - С(7) 115 С(5) +0,03

С(4) - С(6) 1,54 С(5) - С(7) - С(8) 116 С(6) -0,01

С(6) - С(8) 1,54 С(6) - С(8) - С(7) 117 С(7) -0,01

С(7) - С(8) 1,54 С(8) - С(6) - С(4) 117 С(8) -0,01

С(5) - С(7) 1,54 С(4) - С(6) - С(8) 111 С(9) +0,01

С(5) - С(3) 1,52 С(2) - С(4) - С(6) 116 Н(10) Н(11) +0,04

Н(10) - С(1) 1,1 С(3) - С(2) - С(4) 120 Н(12) +0,04

Н(11) - С(1) 1,1 С(9) - С(2) - С(1) 118 Н(13) +0,04

Н(12) - С(3) 1,1 Н(11) - С(1) - С(2) 120 Н(14) +0,01

Н(13) - С(4) 1,11 Н(10) - С(1) - С(2) 120 Н(15) +0,01

Н(14) - С(4) 1,12 Н(12) - С(3) - С(2) 115 Н(16) +0,01

Н(15) - С(5) 1,11 Н(13) - С(4) - С(2) 110 Н(17) +0,01

Н(16) - С(5) 1,12 Н(14) - С(4) - С(2) 109 Н(18) +0,01

Н(17) - С(6) 1,12 Н(15) - С(5) - С(3) 111 Н(19) +0,01

Н(18) - С(6) 1,11 Н(16) - С(5) - С(3) 108 Н(20) +0,01

Н(19) - С(1) 1,12 Н(17) - С(6) - С(4) 107 Н(21) +0,01

Н(20) - С(7) 1,11 Н(18) - С(6) - С(4) 110 Н(22) +0,01

Н(21) - С(8) 1,11 Н(19) - С(7) - С(5) 108 Н(23) +0,01

Н(22) - С(8) 1,12 Н(20) - С(7) - С(5) 110 Н(24) -0,01

Н(23) - С(9) 1,11 Н(21) - С(8) - С(7) 109 Н(25) -0,01

Н(24) - С(9) 1,11 Н(22) - С(8) - С(7) 107 -0,01

Н(25) - С(9) 1,11 О О О 1 1 1 С? с? о 1 1 1 111 112 113

Таблица 5- Оптимизированные длины связей, валентные углы и заряды атомов молекулы

1-метилбицикло [6, 1, 0] нонана

Длины связей Я, А

С(1) - С(2) 1,55

С(1) - С(3) 1,52

С(2) - С(3) 1,56

С(3) - С(5) 1,51

С(5) - С(7) 1,55

С(7) - С(9) 1,54

С(9) - С(8) 1,55

С(8) - С(6) 1,54

С(6) - С(4) 1,55

С(4) - С(2) 1,53

С(2) - С(10) 1,53

Н(14) - С(1) 1,1

Н(15) - С(1) 1,1

Н(16) - С(3) 1,11

Н(17) - С(4) 1,11

Н(18) - С(4) 1,12

Н(19) - С(5) 1,12

Н(20) - С(5) 1,11

Н(21) - С(6) 1,11

Н(22) - С(6) 1,12

Н(23) - С(7) 1,12

Н(24) - С(7) 1,11

Н(25) - С(8) 1,12

Н(26) - С(8) 1,11

Н(27) - С(9) 1,11

Н(28) - С(9) 1,12

Н(11) - С(10) 1,11

Н(12) - С(10) 1,11

Н(13) - С(10) 1,11

Валентные углы Град. Атом Заряды на атомах молекулы

С(1) - С(2) - С(3) 59

С(1) - С(3) - С(2) 60 С(1) С(2) С(3) С(4) С(5) С(6) С(7) С(8) С(9) С(10) Н(11) Н(12) Н(13) Н(14) Н(15) Н(16) Н(17) Н(18) Н(19) Н(20) Н(21) Н(22) Н(23) Н(24) Н(25) Н(26) Н(27) Н(28) -0,02

С(2) - С(1) - С(3) 61 -0,15

С(1) - С(2) - С(4) 124 -0,09

С(4) - С(2) - С(3) 115 +0,05

С(2) - С(4) - С(6) 116 +0,04

С(4) - С(6) - С(8) 120 -0,01

С(6) - С(8) - С(9) 119 -0,01

С(8) - С(9) - С(7) 119 +0,01

С(9) - С(7) - С(5) 119 -0,01

С(3) - С(5) - С(7) С(10) - С(2) - С(1) 113 114 +0,08 -0,01

Н(14) - С(1) - С(3) 118 -0,01

Н(15) - С(1) - С(3) 121 -0,01

Н(16) - С(3) - С(5) 108 +0,04

Н(17) - С(4) - С(6) 108 +0,04

Н(18) - С(4) - С(6) 107 +0,04

Н(19) - С(5) - С(7) 109 +0,03

Н(20) - С(5) - С(7) 109 +0,01

Н(21) - С(6) - С(8) 109 +0,01

Н(22) - С(6) - С(8) 107 +0,01

Н(23) - С(7) - С(9) 107 +0,01

Н(24) - С(7) - С(9) 109 -0,01

Н(25) - С(8) - С(6) 106 -0,01

Н(26) - С(8) - С(6) 110 +0,01

Н(27) - С(9) - С(8) 110 -0,01

Н(28) - С(9) - С(8) 106 +0,01

Н(11) - С(10) - С(2) 113 +0,01

Н(12) - С(10) - С(2) 110 -0,01

Н(13) - С(10) - С(2) 113

Длины связей Я, А Валентные углы Град. Атом Заряды на атомах молекулы

0 1 ?р и 1,53 С(1) - С(2) - С(3) С(1) - С(3) - С(4) С(1) - С(3) - С(5) 60 138 138 -0,01

СП 0 1 ?р о 1,51 (3 С( - С( - (2) С 60 С(1) -0,01

ГЛ 0 1 о 1,51 С( - (3 С( - (2) С 61 С(2)

СП 0 1 о 1,51 (1) (4) С( С( - -(3 (3 С( С( - -(2) (2) СС 138 С(3) -0,24 +0,01

СП О 1 э о 1,51 (5) С( - (3 С( - (2) С 138 С(4) +0,01

0 О 1 О 1,53 (5) С( - (3 С( - (4) С 61 С(5) -0,04

Н(6) - С(1) 1,11 (3 С( - (5) С( - (4) С 60 Н(6) -0,04

Н(7) - С(1) 1,11 (3 С( - (4) С( - (5) С( 60 Н(7)

Н(8) - С(2) 1,11 Н(7) - С(1) - С(3) 119 Н(8) +0,04 -0,04

Н(9) - С(2) 1,11 Н(6) - С(1) - С(3) 119 Н(9) -0,04

Н(10) - С(4) 1,11 Н(8) - С(2) - С(3) 119 Н(10) Н(11) -0,04

Н(11) - С(4) 1,11 Н(9) - С(2) - С(3) 119 Н(12) +0,04

Н(12) - С(5) 1,11 Н(10) - С(4) - С(3) 119 Н(13)

Н(13) - С(5) 1,11 Н(11) - С(4) - С(3) Н(12) - С(5) - С(3) Н(13) - С(5) - С(3) 119 119 119 +0,04

Таблица 7 - Оптимизированные длины связей, валентные углы и заряды атомов молекулы 2,4-спирогептана

Длины связей Я, А Валентные углы Град. Атом Заряды на атомах молекулы

(2) С( - С( 1,52 (3 С( - (2) С( - С( 61 -0,04

(3 С( - С( 1,54 (3 С( - С( - (2) С 61 С(1) -0,04

(3 С( - (2) С 1,54 С( - (3 С( - (2) С 59 С(2) -0,16

(4) С( - (3 С( 1,53 (7) С( - (5) С( - (3 С( 108 С(3) +0,04

(5) С( - (3 С( 1,53 (6) С( - (7) С( - (5) С( 108 С(4) +0,04

(6) С( - (4) С 1,54 (4) С( - (6) С( - (7) С 108 С(5) -0,02

(7) С( - (5) С( 1,54 (3 С( - (4) С( - (6) С 108 С(6) -0,16

(7) С( - (6) С 1,54 (5) С( - (3 С( - (4) С 108 С(7) +0,01

Н(8) - С(4) 1,1 Н(8) - С(4) - С(6) 110 Н(8) +0,01

Н(9) - С(4) 1,1 Н(9) - С(4) - С(6) 110 Н(9) +0,01

Н(10) - С(6) 1,1 Н(10) - С(6) - С(7) 111 Н(10) Н(11) +0,01

Н(11) - С(6) 1,11 Н(11) - С(6) - С(7) 111 Н(12) +0,01

Н(12) - С(7) 1,11 Н(12) - С(7) - С(5) 111 Н(13) +0,01

Н(13) - С(7) 1,12 Н(13) - С(7) - С(5) 111 Н(14) +0,01

Н(14) - С(5) 1,11 Н(14) - С(5) - С(3) 111 Н(15) +0,01

Н(15) - С(5) 1,11 Н(15) - С(5) - С(3) 111 Н(16) +0,04

Н(16) - С(2) 1,11 Н(16) - С(2) - С(1) 120 Н(17) +0,04

Н(17) - С(2) 1,11 Н(17) - С(2) - С(1) 120 Н(18) +0,04

Н(18) - С(1) Н(19) - С(1) 1,11 1,11 Н(18) - С(1) - С(2) Н(19) - С(1) - С(2) 120 120 Н(19) +0,04

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

С(1) - С(2) - С(3) 61

С(2) - С(3) - С(1) 60

С(1) - С(2) 1,52 С(3) - С(1) - С(2) 61 -0,04

С(1) - С(3) 1,55 С(1) - С(3) - С(4) 120 С(1) -0,05 -0,15 +0,04 +0,04 -0,01 -0,01 -0,01 +0,04 +0,04 +0,04 +0,04 +0,01 +0,01 +0,01 +0,01 +0,01 +0,01 +0,01 +0,01 +0,01 +0,01

С(2) - С(3) 1,55 С(1) - С(3) - С(5) 119 С(2)

С(3) - С(4) 1,53 С(2) - С(3) - С(5) 119 С(3)

С(3) - С(5) 1,53 С(2) - С(3) - С(4) 119 С(4)

С(4) - С(6) 1,54 С(5) - С(3) - С(4) 112 С(5)

С(5) - С(7) 1,54 С(3) - С(4) - С(6) 114 С(6)

С(7) - С(8) 1,54 С(4) - С(6) - С(8) 114 С(7)

С(6) - С(8) 1,54 С(6) - С(8) - С(7) 114 С(8)

Н(9) - С(1) 1,1 С(5) - С(7) - С(8) 114 Н(9)

Н(10) - С(1) 1,1 С(3) - С(5) - С(7) 114 Н(10) Н(11)

Н(11) - С(2) 1,11 Н(9) - С(1) - С(2) 120 Н(12)

Н(12) - С(2) 1,11 Н(10) - С(1) - С(2) 120 Н(13)

Н(13) - С(5) 1,12 Н(11) - С(2) - С(1) 120 Н(14)

Н(14) - С(5) 1,11 Н(12) - С(2) - С(1) 120 Н(15)

Н(15) - С(4) 1,11 Н(13) - С(5) - С(3) 109 Н(16)

Н(16) - С(4) 1,11 Н(14) - С(5) - С(3) 111 Н(17)

Н(17) - С(6) 1,11 Н(15) - С(4) - С(3) 111 Н(18)

Н(18) - С(6) 1,11 Н(16) - С(4) - С(3) 109 Н(19)

Н(19) - С(8) 1,11 Н(17) - С(6) - С(4) 110 Н(20)

Н(20) - С(7) 1,11 Н(18) - С(6) - С(4) 109 Н(21)

Н(21) - С(7) 1,11 Н(19) - С(8) - С(6) 109 Н(22)

Н(22) - С(8) 1,11 Н(20) - С(7) - С(8) Н(21) - С(7) - С(8) Н(22) - С(8) - С(6) 109 109 109

Таблица 9 - Оптимизированные длины связей, валентные углы и заряды атомов молекулы 2,6-спирононана

1,лины связей И, А Валентные углы Град. Атом

С(1) - С(2) 1,52 ел С( С( - -СЧ го С( С( - -з э СС 61 59

С(2) - С(3) 1,55 С(3) - С(1) - С(2) 61 С(1)

С(1) - С(3) 1,55 (4) С( - го С( - 0 С 118 С(2)

С(3) - С(4) 1,53 (5) С( - го С( - 0 С 118 С(3)

С(3) - С(5) 1,53 (7) С( - (5) С( - го С( 116 С(4)

С(4) - С(6) 1,54 (9) С( - (7) С( - (5) С( 117 С(5)

С(5) - С(7) 1,54 С(7) - С(9) - С(8) 120 С(6)

С(6) - С(8) 1,54 (6) С( - 0? С( - (9) С( 120 С(7)

С(7) - С(9) 1,54 (4) С( - (6) С( - 0? С( 117 С(8)

С(8) - С(9) 1,54 го С( - (4) С( - (6) С 116 С(9)

Н(10) - С(1) 1,1 (5) С( - го С( - (4) С 114 Н(10) Н(11)

Н(11) - С(1) 1,1 Н(10) - С(1) - С(3) 120 Н(12)

Н(12) - С(2) 1,1 Н(11) - С(1) - С(3) 120 Н(13)

Н(13) - С(2) 1,1 Н(12) - С(2) - С(3) 120 Н(14)

Н(19) - С(4) 1,12 Н(13) - С(2) - С(3) 120 Н(15)

Н(20) - С(4) 1,11 Н(14) - С(5) - С(3) 110 Н(16)

Н(14) - С(5) 1,12 Н(15) - С(7) - С(5) 110 Н(17)

Н(21) - С(5) 1,11 Н(16) - С(9) - С(8) 108 Н(18)

Н(18) - С(6) 1,11 Н(17) - С(8) - С(6) 107 Н(19)

Н(25) - С(6) 1,12 Н(18) - С(6) - С(8) 110 Н(20)

Н(15) - С(7) 1,11 Н(19) - С(4) - С(6) 107 Н(21)

Н(22) - С(7) 1,12 Н(20) - С(4) - С(6) 110 Н(22)

Н(17) - С(8) 1,12 Н(21) - С(5) - С(7) 110 Н(23)

Н(24) - С(8) 1,12 Н(22) - С(7) - С(9) 107 Н(24)

Н(16) - С(9) 1,12 Н(23) - С(9) - С(8) 108 Н(25)

Н(23) - С(9) 1,12 Н(24) - С(8) - С(6) 108

Н(25) - С(6) - С(4) 107

Заряды на атомах молекулы

-0,04

-0,05

-0,15

+0,04

+0,04

-0,01

-0,01

-0,01

-0,01

+0,04

+0,04

+0,04

+0,04

-0,01

+0,01

+0,01

+0,01

+0,01

-0,01

+0,01

+0,01

+0,01

+0,01

+0,01

+0,01

Длины связей

R, A

Валентные углы

Град.

Атом

Заряды на атомах молекулы

С(1) - С(2) 1,51

С(1) - С(3) 1,55

С(2) - С(3) 1,55

С(3) - С(4) 1,54

С(3) - С(5) 1,54

С(4) - С(6) 1,54

С(5) - С(7) 1,54

С(6) - С(8) 1,54

С(7) - С(9) 1,54

С(8) - С(10) 1,54

С(9) - С(10) 1,54

Н(11) - С(1) 1,1

Н(12) - С(1) 1,1

Н(13) - С(2) 1,1

Н(14) - С(2) 1,1

Н(15) - С(4) 1,12

Н(16) - С(4) 1,11

Н(27) - С(5) 1,11

Н(28) - С(6) 1,12

Н(17) - С(6) 1,11

Н(18) - С(6) 1,12

Н(25) - С(7) 1,12

Н(26) - С(7) 1,11

Н(19) - С(8) 1,12

Н(20) - С(8) 1,11

Н(23) - С(9) 1,11

Н(24) - С(9) 1,12

Н(21) - С(10) 1,12

Н(22) - С(10) 1,11

С(1) -С(1) -С(1) -С(2) -С(2) -С(2) -С(2) -С(4) -С(4) -С(5) -Н(7) -Н(6) -Н(8) -Н(9) -Н(10) ■ Н(11) -Н(12) -Н(13) -Н(16) ■ Н(17) -Н(18) ■ Н(19) -Н(20) Н(21) Н(22) Н(23) Н(24) Н(25)

С(2) - С(3) С(3) - С(4) С(3) - С(5) С(1) - С(3) С(3) - С(1) С(3) - С(4) С(3) - С(5) С(3) - С(5) С(5) - С(3) С(4) - С(3) С(1) - С(3) С(1) - С(3) С(2) - С(3) С(2) - С(3)

- С(4) - С(3)

- С(4) - С(3)

- С(5) - С(3)

- С(5) - С(3)

- С(9) - С(8)

- С(8) - С(6)

- С(6) - С(8)

- С(4) - С(6)

- С(4) - С(6)

- С(5) - С(7)

- С(7) - С(9)

- С(9) - С(8)

- С(8) - С(6)

- С(6) - С(4)

60

138

138

60

61

138

138

61

60

60

119

119

119

119

119

119

119

119

108

107

110

107

110

110

107

108 108 107

С(1) С(2) С(3) С(4) С(5) С(6) С(7) С(8) С(9) С(10) Н(11) Н(12) Н(13) Н(14) Н(15) Н(16) Н(17) Н(18) Н(19) Н(20) Н(21) Н(22) Н(23) Н(24) Н(25) Н(26) Н(27) Н(28)

-0,04

-0,05

-0,15

+0,04

+0,04

-0,01

-0,01

-0,01

-0,01

-0,01

+0,04

+0,04

+0,04

+0,04

-0,01

+0,01

+0,01

-0,01

-0,01

+0,01

-0,01

+0,01

+0,01

-0,01

-0,01

+0,01

+0,01

-0,01

Таблица 11 - Общая энергия (Е0), электронная энергия связи (Еэл), максимальный заряд на атоме водоро-да^“ ), универсальный показатель кислотности (рКа)

№ Мономеры Е0,кДж/моль qS“ рКа

1 1 -метилбициклогептан -117786 +0,1 36

2 2-метилбициклогептан -117781 +0,1 36

3 3-метилбицикло [4, 1, 0] гептан -117642 +0,1 36

4 1-метилбицикло [6, 1, 0] октан -132852 +0,1 36

5 1-метилбицикло [6, 1, 0] нонан -147874 +0,1 36

6 спиропентан -72430 +0,1 36

7 2,4-спирогептан -102715 +0,1 36

8 2,5-спирогектан -117786 +0,1 36

9 2,6-спирононан -132837 +0,1 36

10 2,7-спиродекан -147900 +0,1 36

Литература

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

2. ShmidtM. W., Baldrosge K. K., Elbert J. A., Gordon M. S., Enseh J. H., Koseki S., Matsvaga N., Nguyen K. A., Su S. J., and anothers // J. Comput. Chem. - 1993- 14. - P. 13471363.

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

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

5. Babkin, V. A. Dmitriev V. Yu., Zaikov G. E. // Quantum chemical calculation of molecule hexene-1 by method

MNDO. In book: Quantum chemical calculation of unique molecular system. Vol. I. Publisher VolSU, c. Volgograd. -2010. - P. 93-95.

6. Babkin, V. A., Dmitriev V. Yu., Zaikov G. E. Quantum chemical calculation of molecule heptene-1 by method MNDO. In book: Quantum chemical calculation of unique molecular system. Vol. I. Publisher VolSU, c. Volgograd. -2010. - P. 95-97.

7. Babkin V. A., Dmitriev V. Yu., Zaikov G. E. // Quantum chemical calculation of molecule decene-1 by method MNDO. In book: Quantum chemical calculation of unique molecular system. Vol. I. Publisher VolSU, c. Volgograd. -2010. - P. 97-99.

8. Babkin V. A., Dmitriev V. Yu., Zaikov G. E. // Quantum chemical calculation of molecule nonene-1 by method MNDO. In book: Quantum chemical calculation of unique molecular system. Vol. I. Publisher Vol SU, c. Volgograd. -2010. - P. 99-102.

9. .Babkin V. A., Andreev D. S. // Quantum chemical calculation of molecule isobutylene by method MNDO. In book: Quantum chemical calculation of unique molecular system. Vol. I. Publisher VolSU, c. Volgograd. - 2010. - P. 176177.

10. Babkin V. A., Andreev D. S. // Quantum chemical calculation of molecule 2-methylbutene-1 by method MNDO. In book: Quantum chemical calculation of unique molecular system. Vol. I. Publisher VolSU, c. Volgograd. - 2010. - P. 177-179.

11. Babkin V.A., Andreev D.S. // Quantum chemical calculation of molecule 2-methylbutene-2 by method MNDO. In book: Quantum chemical calculation of unique molecular system. Vol. I. Publisher VolSU, c. Volgograd. - 2010. - P. 179-180.

12. Babkin V. A., Andreev D. S. // Quantum chemical calculation of molecule 2-methylpentene-1 by method MNDO. In book: Quantum chemical calculation of unique molecular system. Vol. I. Publisher VolSU, c. Volgograd. - 2010. - P. 181-182.

13. Babkin V. A., Dmitriev V. Yu., Zaikov G. E. // Quantum chemical calculation of molecule butene-1 by method MNDO. In book: Quantum chemical calculation of unique molecular system. Vol. I. Publisher Vol SU, c. Volgograd. -2010. - P. 89-90.

14. Babkin V. A., Dmitriev V. Yu., Zaikov G. E. // Quantum chemical calculation of molecule hexene-1 by method MNDO. In book: Quantum chemical calculation of unique molecular system. Vol. I. Publisher VolSU, c. Volgograd. -2010. - P. 93-95.

15. Babkin V. A., Dmitriev V. Yu., Zaikov G. E. // Quantum chemical calculation of molecule octene-1 by method MNDO. In book: Quantum chemical calculation of unique molecular system. Vol. I. Publisher VolSU, c. Volgograd. -2010. - P. 103-105.

16. Babkin V. A., Dmitriev V. Yu., Zaikov G. E. // Quantum chemical calculation of molecule pentene-1 by method MNDO. In book: Quantum chemical calculation of unique molecular system. Vol. I. Publisher VolSU, c. Volgograd. -2010. - P. 105-107.

17. Babkin V. A., Dmitriev V. Yu., Zaikov G. E. // Quantum chemical calculation of molecule propene-1 by method MNDO. In book: Quantum chemical calculation of unique molecular system. Vol. I. Publisher VolSU, c. Volgograd. -2010. - P. 107-108.

18. Babkin V. A., Dmitriev V. Yu., Zaikov G. E. // Quantum chemical calculation of molecule ethylene-1 by method MNDO. In book: Quantum chemical calculation of unique molecular system. Vol. I. Publisher VolSU, c. Volgograd. -2010. - P. 108-109.

19. Babkin V. A., Andreev D. S. // Quantum chemical calculation of molecule butadien-1,3 by method MNDO. In book: Quantum chemical calculation of unique molecular system. Vol. I. Publisher Vol SU, c. Volgograd. - 2010. - P. 235236.

20. Babkin V. A., Andreev D. S. // Quantum chemical calculation of molecule 2-methylbutadien-1,3 by method MNDO. In book: Quantum chemical calculation of unique molecular system. Vol. I. Publisher VolSU, c. Volgograd. - 2010. - P. 236-238.

21. Babkin V. A., Andreev D. S. // Quantum chemical calculation of molecule 2,3-dimethylbutadien-1,3 by method MNDO. In book: Quantum chemical calculation of unique

molecular system. Vol. I. Publisher VolSU, c. Volgograd. -2010. - P. 238-239.

22. Babkin V. A., Andreev D. S. // Quantum chemical calculation of molecule pentadien-1,3 by method MNDO. In book: Quantum chemical calculation of unique molecular system. Vol. I. Publisher VolSU, c. Volgograd. - 2010. - P. 240241.

23. Babkin V. A., Andreev D. S. // Quantum chemical calculation of molecule trans-trans-hexadien-2,4 by method MNDO. In book: Quantum chemical calculation of unique molecular system. Vol. I. Publisher VolSU, c. Volgograd. -2010. - P. 241-243.

24. Babkin V.A., Andreev D.S. // Quantum chemical calculation of molecule cis-trans-hexadien-2,4 by method MNDO. In book: Quantum chemical calculation of unique molecular system. Vol. I. Publisher VolSU, c. Volgograd. - 2010. - P. 243-245.

25. Babkin V. A., Andreev D. S. // Quantum chemical calculation of molecule cis-cis-hexadien-2,4 by method MNDO. In book: Quantum chemical calculation of unique molecular system. Vol. I. Publisher VolSU, c. Volgograd. - 2010. - P. 245-246.

26. Babkin V. A., Andreev D. S. // Quantum chemical calculation of molecule trans-2-methylpentadien-1,3 by method MNDO. In book: Quantum chemical calculation of unique molecular system. Vol. I. Publisher Vol SU, c. Volgograd. -2010. - P. 247-248.

27. Babkin V. A., Andreev D. S. // Quantum chemical calculation of molecule trans-3-methylpentadien-1,3 by method MNDO. In book: Quantum chemical calculation of unique molecular system. Vol. I. Publisher VolSU, c. Volgograd. -2010. - P. 249-250.

28. Babkin V. A., Andreev D. S. // Quantum chemical calculation of molecule cis-3-methylpentadien-1,3 by method MNDO. In book: Quantum chemical calculation of unique molecular system. Vol. I. Publisher VolSU, c. Volgograd. -2010. - P. 251-252.

29. Babkin V. A., Andreev D. S. // Quantum chemical calculation of molecule 4-methylpentadien-1,3 by method MNDO. In book: Quantum chemical calculation of unique molecular system. Vol. I. Publisher VolSU, c. Volgograd. - 2010. - P. 252-254.

30. Babkin V. A., Andreev D. S. // Quantum chemical calculation of molecule cis-3-methylpentadien-1,3 by method MNDO. In book: Quantum chemical calculation of unique molecular system. Vol. I. Publisher VolSU, c. Volgograd. -2010. - P. 254-256.

31. Babkin V. A., Andreev D. S. // Quantum chemical calculation of molecule 1,1,4,4-tetramethylbutadien-1,3 by method MNDO. In book: Quantum chemical calculation of unique molecular system. Vol. I. Publisher VolSU, c. Volgograd. -2010. - P. 256-258.

32. Babkin V.A., Andreev D.S. // Quantum chemical calculation of molecule 2-phenylbutadien-1,3 by method MNDO. In book: Quantum chemical calculation of unique molecular system. Vol. I. Publisher VolSU, c. Volgograd. - 2010. - P. 260-262.

33. Babkin V. A., Andreev D. S. // Quantum chemical calculation of molecule 1-phenyl-4-methylbutadien-1,3 by method MNDO. In book: Quantum chemical calculation of unique molecular system. Vol. I. Publisher VolSU, c. Volgograd. -2010. - P. 262-264.

34. Babkin V. A., Andreev D. S. // Quantum chemical calculation of molecule chloropren by method MNDO. In book: Quantum chemical calculation of unique molecular system. Vol. I. Publisher VolSU, c. Volgograd. - 2010. - P. 264265.

35. Babkin V. A., Andreev D. S. // Quantum chemical calculation of molecule trans-hexathrien-1,3,5 by method MNDO.

In book: Quantum chemical calculation of unique molecular system. Vol. I. Publisher VolSU, c. Volgograd. - 2010. -Р. 266-267.

36. Бабкин, В. А. Квантово-химический расчет методом MNDO и оценка кислотной силы некоторых стиролов /

В. А. Бабкин, К. С. Медведева, С. П. Белоусов, Л. Ф. Стоянова, Г. Е. Заиков, Х. Э. Харлампиди, О. В. Стоянов

// Вестник Казан. технол. ун-та. - 2012. - Т. 15, №5. -С. 7-12.

37. Бабкин, В. А. Квантово-химический расчёт некоторых молекул производных индена методом М№ЭО / В. А. Бабкин, С. А. Белозеров, Г. Е. Заиков, О. В. Стоянов,

С. Ю. Софьина // Вестник Казан. технол. ун-та. - 2012. -Т. 15, №5. - С. 15-17.

© В. А. Бабкин - д-р хим. наук, проф., нач. науч. отдела Себряковского филиала Волгоградского государственного архитектурно-строительного университета, [email protected]; С. М. Шамин - науч. сотр. Волгоградского госуд. пед. ун-та; Г. Е. Заиков - д-р хим. наук, проф. Института биохимической физики РАН, [email protected]; О. В. Стоянов - д-р техн. наук, проф., зав. каф. технологии пластических масс КНИТУ, stoyanov@mаil.ru; А. Ф. Яруллин - асс. той же кафедры.