Квантово-химический расчет молекулы о-аллилоксистирола методом MNDO

УДК 577.175.522

B. А. Бабкин, В. В. Трифонов, Г. Е. Заиков,

C. Ю. Софьина

КВАНТОВО-ХИМИЧЕСКИЙ РАСЧЕТ МОЛЕКУЛЫ О-АЛЛИЛОКСИСТИРОЛА МЕТОДОМ MNDO

Ключевые слова: квантово-химический расчет, метод MNDO, о-аллилоксистирол, кислотная сила.

Впервые выполнен квантово-химический расчет молекулы о-аллилоксистирола 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 = 32). Установлено, что молекула о-аллилоксистирола относится к классу очень слабых кислот (pKa>14).

Keywords: quantum chemical calculation, method MNDO, o-allyloksistyrene, acid strength.

For the first time it is executed quantum chemical calculation of a molecule of o-allyloksistyrene method MNDO with optimization of geometry on all parameters. The optimized geometrical and electronic structure of this connection is received. Acid force of o-allyloksistyrene is theoretically appreciated. It is established, than it to relate to a class of very weak H-acids (pKa=+32, where pKa-universal index of acidity).

Введение

Целью настоящей работы является квантово-химический расчет молекулы о-аллилоксистирола[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 о-аллилоксистирола получена методом MNDO и показаны на рис.1 и в табл.1. Используя известную формулу рКа=42.11-147.18qmaxH+[4] (qmaxH+ = +0.07- максимальный заряд на атоме водорода, рКа- универсальный показатель кислотности см. табл.1) находим значение кислотной силы равное рКа = 32.

Таким образом, нами впервые выполнен квантово-химический расчет молекулы о-аллилоксистирола методом MNDO. Получено оптимизированное геометрическое и электронное строение этого соединения. Теоретически оценена его кислотная сила рКа = 32. Установлено, что о-аллилоксистирол относится к классу очень слабых Н-кислот (рКа>14).

щ»

«23

Рис. 1 - Геометрическое и электронное строение молекулы о-аллилоксистирола. (Е0= -182959

кДж/моль, Еэл= -958061 кДж/моль)

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

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

C(1)-C(2) 1.34 C(3)-C(2)-C(1) 126 C(1) -0.06

C(2)-C(3) 1.48 C(4)-C(3)-C(2) 122 C(2) -0.05

C(3)-C(4) 1.43 C(8)-C(4)-C(3) 120 C(3) -0.06

C(3)-C(5) 1.41 C(7)-C(8)-C(4) 120 C(4) 0.11

C(4)- 1.37 C(4)-C(3)-C(5) 118 C(5) -0.03

O(17) 1.40 C(3)-C(5)-C(6) 121 C(6) -0.07

C(5)-C(6) 1.40 C(5)-C(6)-C(7) 120 C(7) -0.04

C(6)-C(7) 1.40 C(6)-C(7)-C(8) 120 C(8) -0.08

C(7)-C(8) 1.42 C(4)-O(17)-C(9) 120 C(9) 0.22

C(8)-C(4) 1.41 C(9)-C(11)- 126 C(10) -0.03

C(9)- 1.34 C(10) 108 C(11) -0.12

O(17) 1.51 O(17)-C(9)- 122 H(12) 0.04

C(10)- 1.09 C(11) 124 H(13) 0.04

C(11) 1.09 C(2)-C(1)-H(12) 120 H(14) 0.06

C(11)- 1.10 C(2)-C(1)-H(13) 111 H(15) -0.01

C(9) 1.12 C(1)-C(2)-H(14) 109 H(16) -0.01

H(12)- 1.12 C(11)-C(9)- 120 O(17) -0.29

C(1) 1.10 H(15) 122 H(18) 0.04

H(13)- 1.10 C(11)-C(9)- 124 H(19) 0.04

C(1) 1.09 H(16) 114 H(20) 0.06

H(14)- 1.09 C(3)-C(4)-O(17) 121 H(21) 0.07

C(2) 1.09 C(11)-C(10)- 120 H(22) 0.06

H(15)- 1.09 H(18) 120 H(23) 0.06

C(9) H(16)- C(9) H(18)- C(10) H(19)- C(10) H(20)- C(11) H(21)- C(8) H(22)- C(7) H(23)- C(6) H(24)- C(5) 1.09 C(11)-C(10)-H(19) C(9)-C(11)-H(20) C(4)-C(8)-H(21) C(6)-C(7)-H(22) C(5)-C(6)-H(23) C(3)-C(5)-H(24) 120 H(24) 0.06

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.

© В. А. Бабкин - д-р хим. наук, проф., зам. директора по научной работе Себряковского филиала Волгоградского госуд. архитектурно- строительного ун-та; В. В. Трифонов - студ. СФ ВолгГАСУ; Г. Е. Заиков - д-р хим. наук, проф. Института биохимической физики им. Н.М.Эммануэля; С. Ю. Софьина - канд. техн. наук, доц. каф. технологии пластических масс КНИТУ, ov_stoyanov@mail.ru.