CC BY
27
УДК 577.175.522
В. А. Бабкин, Д. С. Андреев, Е. С. Титова, И. Ю. Каменева,
А. И. Рахимов, Г. Е. Заиков, Л. Е. Кузнецова
КВАНТОВО-ХИМИЧЕСКИЙ РАСЧЁТ
НЕКОТОРЫХ ФТОРСОДЕРЖАЩИХ ПИРИМИДИНОВ МЕТОДОМ AB INITIO
Ключевые слова: квантово-химический расчет, метод AB INITIO, 2-метилтио-4-дифторметоксипиримидин, 2-этилтио-4-дифторметоксипиримидин, 2-изопропилтио-4-дифторметоксипиримидин, 2-изобутилтио-4-дифторметоксипиримидин, 2-метилтио-4-дифторметокси-6-метилпиримидин, 2-этилтио-4-дифторметокси-6-метилпиримидин, 2-изопропилтио-4-дифторметокси-6-метилпиримидин, 2-изобутилтио-4-дифторметокси-6-метилпиримидин, кислотная сила.
Впервые выполнен квантово-химический расчет молекул фторсодержащих пиримидинов методом AB INITIO с оптимизацией геометрии по всем параметрам стандартным градиентным методом. Получено оптимизированное геометрическое и электронное строение этого соединения. Теоретически оценена их кислотная сила (28<рКа<32). Установлено, что молекулы фторсодержащих пиримидинов относится к классу очень слабых Н- кислот (pKa>14)
Keywords: quantum chemical calculation, method AB INITIO, 2-methylsulfanil-4- difluoromethoxypyrimidine, 2-ethylsulfanil-4-difluoromethoxypyrimidine, 2-isopropylsulfanil-4-difluoromethoxypyrimidine, 2-isobutylsulfanil-4-difluoromethoxypyrimidine, 2-methylsulfanil-4-difluoromethoxy-6-methylpyrimidine, 2-ethyl sulfanil-4-difluoromethoxy-6-methylpyrimidine, 2-isobutylsulfanil-4-
difluoro—meth oxy-6-methylpyrimidine, acid strength.
For the first time it is executed quantum chemical calculation of a molecule offluorine-containing pyrimidines method AB INITIO with optimization of geometry on all parameters. The optimized geometrical and electronic structure of this connection is received. Acid force of fluorine-containing pyrimidines is theoretically appreciated. It is established, than it to relate to a class of very weak H-acids (28<рКа<32, where pKa-universal index of acidity).
Целью настоящей работы является квантовохимический расчет молекул 2-метилтио-4-дифтор-метоксипиримидина, 2-этилтио-4-дифторметокси-
пиримидина, 2-изопропилтио-4-дифторметоксипи-
римидина, 2-изобутилтио-4-дифторметоксипиримидина,
2-метилтио -4 -дифторметокси-6-метилпиримидина, 2 -
этилтио -4-дифторметокси-6 -метилпиримидина, 2 -изо -
пропилтио-4-дифторметокси-6-метилпиримидина, 2-
изобутилтио-4-дифторметокси-6-метилпиримидина методом AB INITIO в базисе 6-311G** с оптимизацией геометрии по всем параметрам стандартным градиентным методом встроенным в PC GAMESS[1], в приближении изолированной молекулы в газовой фазе и теоретическая оценка его кислотной силы. Для визуального представления модели молекулы использовалась известная программа MacMolPlt[2].
Результаты расчетов
В статье [3] показано оптимизированное геометрическое и электронное строение, общая энергия и электронная энергия молекул 2-метилтио-4-дифторметокси-пиримидина, 2-этилтио-4-дифторметоксипиримидина, 2-изопропилтио-4-дифторметоксипиримидина, 2-изобутил-тио -4 -дифторметоксипиримидина, 2 -метилтио -4-
дифторметокси-6-метилпиримидина, 2-этилтио-4-дифтор-метокси-6-метилпиримидина, 2-изопропилтио-4-дифтор-метокси-6-метилпиримидина, 2-изобутилтио-4-дифтор-
метокси-6-метилпиримидина получено методом
AB INITIO. На рис.1-2 представлено условное схематическое строение изучаемых соединений. Используя известную формулу [4] рКа=49.04-134.61 qmaxH+ (где, +0.13< qmaxH+ < +0,16 - максимальный заряд на атоме водорода, рКа- универсальный показатель кислотности) находим значение кислотной силы этих олефинов 28<рКа<32.
Н
у,
у "
'О
\
н
N'
i!
с, ,cs
,/ Н
Рис. 1 - Схематическое строение молекул 2-метилтио-4-дифторметоксипиримидина, 2-этилтио-4-дифторметоксипиримидина, 2-
изопропилтио-4-дифторметоксипирими-дина, 2-изобутилтио-4-дифторметокси-
пиримидина
V
Н' “"О
н
Г\Г с'
J: !1
А- -А
Я
н н
Рис. 2 - Схематическое строение молекул 2-метилтио-4-дифторметокси-6-метилпиримидина, 2-этилтио-4-
дифторметокси-6-метилпиримидина, 2-
изопропилтио-4-дифторметокси-6-метилпиримидина, 2-изобутилтио-4-
дифторметокси-6-метилпиримидина
Таблица 1 - Максимальный заряд на атоме водорода (qmaxH+), универсальный показатель кислотности (рКа) фторсодержащих пиримидинов
№ Пиримидин а н+ 4max рКа
1 2-метилтио-4- дифторметоксипиримидин +0.14 30
2 2-этилтио-4- дифторметоксипиримидин +0.14 30
3 2-изопропилтио-4- дифторметоксипиримидин +0.16 28
4 2 -изобутилтио -4 -дифторметоксипиримидин +0.13 32
5 2 -метилтио -4 -дифторметокси-6-метилпиримидин +0.14 30
6 2 -этилтио -4 -дифторметокси-6 -метилпиримидин +0.14 30
7 2-изопропилтио-4- дифторметокси-6- метилпиримидин +0.16 28
8 2-изобутилтио-4-дифторметокси- 6-метилпиримидин +0.13 32
Таким образом, нами впервые выполнен квантово-химический расчет молекул изучаемых фторсодержащих пиримидинов методом AB INITIO в базисе 6-311G**.
Получено оптимизированное геометрическое и электронное строение этого соединения. Теоретически оценена их кислотная сила 28<рКа<32. Установлено, что молекулы фторсодержащих пиримидинов обладают одинаковой кислотной силой и относится к классу очень слабых Н-кислот (рКа>14).
Литература
1. 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).
2. B.M. Bode and M.S. Gordon J. Mol. Graphics Mod., 16, 1998, 133-138.
3. V.A. Babkin, D.S. Andreev, E.S. Titova, I.Yu. Kameneva, A.I. Rahimov and G.E. Zaikov. Theoretical estimation acid force fluorine-containing pyrimidines. In book: Kinetics, catalysis and mechanism of Chemical reaction, New York, Nova, 2012, pp 283-304.
4. V.A. Babkin, R.G. Fedunov, K.S. Minsker and anothers. Oxidation communication, 2002, №1, 25, 21-47.
© В. А. Бабкин - д-р хим. наук, проф., зам. дир. по научной работе Себряковского фил. Волгоградского госуд. архитектурностроительного университета; Д. С. Андреев - сотр. Себряковского фил. Волгоградского госуд. архитектурно- строительного университета; Е. С. Титова - доц. Волгоградского политехнического университета; И. Ю. Каменева - канд. хим. наук., доц. Волгоградского политехнического университета; А. И. Рахимов д-р хим. наук, проф., зав. каф. органической химии Волгоградского политехнического университета; Г. Е. Заиков - д-р хим. наук, проф. Института биохимической физики им. Н.М.Эммануэля; Л. Е. Кузнецова - ст. науч. сотр. каф. технологии пластических масс КНИТУ, ov_stoyanov@mail.ru.
