Химия и химические технологии/2.
Теоретическая химия
Д.х.н., проф. Бабкин В.А., д.х.н., проф. Заиков Г.Е.,
Дмитриев В.Ю.
Волгоградский государственный архитектурно-строительный университет
Себряковский филиал
Институт биохимической физики, Россия
Геометрическое и электронное строение молекулы мономера
катионной полимеризации
3-метилметиленциклогексана
Целью
этой работы является квантовохимический расчет молекулы монмера катионной
полимеризации 3-метилметиленциклогексана методом CNDO/2 в параметризации
Сантри-Попла-Сегала[1,2] с оптимизацией геометрии по всем параметрам
стандартным градиентным методом в приближении изолированной молекулы в газовой
фазе и оценке его кислотной силы.
Рис. 1. Геометрическое и электронное
строение молекулы 3-метилеметиленциклогексана (Е0=-177747кДж/моль, Есв=
-25055кДж/моль, D=0.9dB)
Результаты расчетов.
Геометрическое
и электронное строение, общая энергия 3- метилметиленциклогексана – Е0,
суммарная энергия связей – Есв показаны на рис. 1. Используя известную формулу
[3]рКа=43,7-190,3*qн+max (CNDO/2, R- коэффициент корреляции) для
исследуемой молекулы 3-метилметиленциклогексана (qн+max=0,00, см. рис. 1) определяем
рКа=43,7.
Таблица 1
Длины связей и валентные углы молекулы 3-метилмметиленциклогексана.
|
Длины связей |
R, А |
Валентные углы |
Градусы |
|
С(1)-С(2) |
1,47 |
С(2)-С(1)-С(7) |
94 |
|
С(2)-С(3) |
1,47 |
С(3)-С(2)-С(1) |
121 |
|
С(3)-С(4) |
1,49 |
С(4)-С(3)-С(2) |
120 |
|
С(4)-С(5) |
1,48 |
С(5)-С(4)-С(3) |
114 |
|
С(5)-С(6) |
1,49 |
С(6)-С(5)-С(4) |
108 |
|
С(6)-С(1) |
1,46 |
С(1)-С(6)-С(5) |
92 |
|
С(7)-С(1) |
1,34 |
С(7)-С(1)-С(2) |
134 |
|
С(8)-С(3) |
1,47 |
С(8)-С(4)-С(3) |
120 |
|
Н(9)-С(7) |
1,12 |
Н(9)-С(7)-С(1) |
125 |
|
Н(10)-С(7) |
1,12 |
Н(10)-С(7)-С(1) |
122 |
|
Н(11)-С(8) |
1,12 |
Н(11)-С(8)-С(3) |
111 |
|
Н(12)-С(8) |
1,12 |
Н(12)-С(8)-С(3) |
115 |
|
Н(13)-С(8) |
1,13 |
Н(13)-С(8)-С(3) |
114 |
|
Н(14)-С(3) |
1,13 |
Н(14)-С(3)-С(4) |
100 |
|
Н(15)-С(2) |
1,12 |
Н(15)-С(2)-С(1) |
109 |
|
Н(16)-С(2) |
1,14 |
Н(16)-С(2)-С(1) |
105 |
|
Н(17)-С(4) |
1,13 |
Н(17)-С(4)-С(3) |
112 |
|
Н(18)-С(4) |
1,12 |
Н(18)-С(4)-С(3) |
110 |
|
Н(19)-С(5) |
1,14 |
Н(19)-С(5)-С(4) |
111 |
|
Н(20)-С(5) |
1,12 |
Н(20)-С(5)-С(4) |
113 |
|
Н(21)-С(6) |
1,12 |
Н(21)-С(6)-С(5) |
103 |
|
Н(22)-С(6) |
1,12 |
Н(22)-С(6)-С(5) |
111 |
Таким образом,
выполненный квантовохимический расчет молекулы 3-метилметиленциклогексана
методом CNDO/2 позволил получить оптимизированное электронное и геометрическое
строение этого соединения. Теоретическая оценка кислотной силы
3-метилметиленциклогексана рКа=43,7 показала, что он относится классу очень
слабых Н- кислот (рКа>+14).
Литература:
1.Сегал Дж.
Полуэмпирические методы расчета электронной структуры.-М.:Мир, 1980-327с.
2.Pople I.A. BeveridgeD. In Approximate Molecular Orbit Theory. Mc. Grew-Hill, 1970, p.214.
3.Бабкин
В.А.Строение активных центров.Механизм инициирования и роста цепи катионной
полимеризации олефинов в присутствии комплексных катализаторов. Институт
химической физики им. Лауреата Нобелевской премии академика Н.Н. Семенова,
1999г., 214с.