بررسي نظري واكنش بين تري متيل سايليل سيانيد بتا-نيترواستايرن

اصفهان : دانشگاه صنعتي اصفهان

شيمي

كارشناسي ارشد

در مرحله اوليه پژوهش، واكنش بين بتا-نيترواستايرن و تري‌متيل‌سيليل‌سيانيد مورد بررسي قرار گرفت. فرآيند بهينه‌سازي نشان داد كه اين واكنش را مي‌توان با استفاده از كاتاليست آمونيوم‌فلورايد در حلال متانول در دماي رفلاكس تسهيل كرد. يك نمونه واكنش آزمايشي گرفته شد و با استفاده از كروماتوگرافي گازي-طيف‌سنجي جرمي (GC-MS) مورد تجزيه و تحليل قرار گرفت كه تشكيل سيناميل‌نيتريل را به‌عنوان محصول تائيد كرد و حد واسط a1 را در مسير پيشنهادي A شناسايي كرد. چهار مسير پيشنهادي واكنش مختلف مورد بررسي قرار گرفتند. محاسبات نظري شامل بهينه‌سازي تمام تركيبات درگير در اين مسيرها با استفاده از نرم‌افزار Gaussian 09W با روش B3LYP و مجموعه پايه 6-31g بود. پس از بهينه‌سازي اوليه، تركيبات با استفاده از روش M062-X و مجموعه پايه def2tzvp بيشتر بهينه شدند. خواص ترموديناميكي مختلفي مانند انرژي آزاد گيبس، آنتروپي، انرژي الكتروني كل و انرژي ارتعاشي نقطه صفر براي همه تركيبات بررسي شد. تغييرات انرژي آزاد گيبس (∆G) و انرژي الكتروني كل (∆E) براي هر يك از چهار مسير در فاز گاز محاسبه شد. نمودارهاي گرافيكي اين تغييرات انرژي براي شناسايي مطلوب‌ترين مسير ترموديناميكي رسم شد. مسير A در بين مسيرها داراي مطلوب‌ترين مقدار تغييرات انرژي آزاد گيبس كل با مقدار 17/75- كيلوكالري برمول تعيين شد. انرژي الكتروني خالص تركيبات بهينه‌شده در حلال متانول نيز محاسبه شد. علاوه بر اين، انرژي الكتروني كل و انرژي آزاد گيبس تركيبات در حلال متانول تعيين شد. تغييرات در انرژي آزاد گيبس و انرژي الكتروني كل براي هر چهار مسير پيشنهادي در حلال متانول محاسبه و نمودار گرافيكي مسيرها رسم شد. مسير B با مقدار تغييرات انرژي آزاد گيبس كل 43/134- كيلوكالري برمول مطلوب‌ترين مسير در حلال متانول مشخص شد. علاوه بر اين، انرژي مداري بالاترين اوربيتال مولكولي اشغال‌شده (HOMO) و كمترين اوربيتال مولكولي اشغال نشده (LUMO) براي همه تركيبات تعيين شد. شكاف انرژي، سختي، نرمي، پتانسيل شيميايي و الكترون‌دوستي تركيبات بر اساس اين انرژي‌هاي مداري محاسبه شد. با مقايسه انرژي‌هاي استخراج‌شده از تركيبات، پايدارترين تركيب را مي‌توان شناسايي كرد. حدواسط‌هاي a1 و a2 واكنش‌پذيرترين حدواسط‌ها و محصولات سيس و ترانس PA پايدارترين محصولات شناحته شدند.

224567

شيمي آلي

شيمي

دانشگاه صنعتي اصفهان