بررسی تئوری توتومریزاسیون 3-Amino-1H-1,2,4-Triazol-5(4H)-One با استفاده از محاسبات کوانتومی به روش DFT

محورهای موضوعی : شیمی کوانتومی و اسپکتروسکوپی

بهزاد چهکندی ¹ ( )

تاریخ دریافت : 1396/12/13 تاریخ پذیرش : 1397/02/01 تاریخ انتشار : 1397/12/01

کلید واژه: حالت گذار, اثر تونل زنی, توتومری, تری آزول, پایداری, تئوری تابعیت چگالی,

چکیده مقاله :

در این تحقیق بررسی توتومریزاسیون و حالت‌های گذار مولکول 3-آمینو-1H-4،2،1- تری‌آزول-5)4H (- اٌن که حاصل از انتقالات 1و3 پروتون بین اتم های اکسیژن و نیتروژن است با استفاده از محاسبات کوانتومی در سطح محاسباتیDFT-B3LYP/6-311++G(d,p)، در فاز گازی و در محیطی با حضور یک و دو مولکول آب انجام شده است. بدین منظور ساختار بهینه توتومرهای مختلف مولکول مورد نظر بدست آمده‌اند. همچنین با استفاده از محاسبات فرکانس در سطح محاسباتی مشابه، خواص ترمودینامیکی تعادل‌های مختلف توتومری از قبیل E∆، H∆، G∆ وKeq بدست آمده‌اند. سپس با استفاده از روش‌های QST2 و QST3 حالت های گذار تعادل‌های توتومری مختلف مولکول3-آمینو-1H-4،2،1- تری‌آزول-5)4H (- اٌن و مقادیر سینتیکی و ترمودینامیکی آنها محاسبه شده‌اند. اثرات تونل‌زنی نیز بر روی سرعت واکنش‌های مربوطه بررسی شده‌اند. نتایج نشان میدهند ثابت سرعت واکنش‌های توتومری مورد بررسی نسبت به اثرات تونل‌زنی حساسیت بالایی دارند و سرعت واکنش های توتومری در حدود چهار تا پنج برابر افزایش می‌یابند. همچنین محاسبات حالت گذارنشان می دهند در غیاب مولکول‌های آب سد انرژی مقدار بالایی دارد و سرعت واکنش های توتومری عمدتاً بدون حضور کاتالیزور خیلی آهسته بوده به عبارتی انجام‌پذیر نیستند.

چکیده انگلیسی:

در این تحقیق بررسی توتومریزاسیون و حالت‌های گذار مولکول 3-آمینو-1H-4،2،1- تری‌آزول-5)4H (- اٌن که حاصل از انتقالات 1و3 پروتون بین اتم های اکسیژن و نیتروژن است با استفاده از محاسبات کوانتومی در سطح محاسباتیDFT-B3LYP/6-311++G(d,p)، در فاز گازی و در محیطی با حضور یک و دو مولکول آب انجام شده است. بدین منظور ساختار بهینه توتومرهای مختلف مولکول مورد نظر بدست آمده‌اند. همچنین با استفاده از محاسبات فرکانس در سطح محاسباتی مشابه، خواص ترمودینامیکی تعادل‌های مختلف توتومری از قبیل E∆، H∆، G∆ وKeq بدست آمده‌اند. سپس با استفاده از روش‌های QST2 و QST3 حالت های گذار تعادل‌های توتومری مختلف مولکول3-آمینو-1H-4،2،1- تری‌آزول-5)4H (- اٌن و مقادیر سینتیکی و ترمودینامیکی آنها محاسبه شده‌اند. اثرات تونل‌زنی نیز بر روی سرعت واکنش‌های مربوطه بررسی شده‌اند. نتایج نشان میدهند ثابت سرعت واکنش‌های توتومری مورد بررسی نسبت به اثرات تونل‌زنی حساسیت بالایی دارند و سرعت واکنش های توتومری در حدود چهار تا پنج برابر افزایش می‌یابند. همچنین محاسبات حالت گذارنشان می دهند در غیاب مولکول‌های آب سد انرژی مقدار بالایی دارد و سرعت واکنش های توتومری عمدتاً بدون حضور کاتالیزور خیلی آهسته بوده به عبارتی انجام‌پذیر نیستند.