Научный журнал
Современные наукоемкие технологии
ISSN 1812-7320
"Перечень" ВАК
ИФ РИНЦ = 0,916

КОНФОРМАЦИОННАЯ ИЗОМЕРИЗАЦИЯ 5-МЕТИЛ-1,3-ДИОКСАНА В ВОДНОМ КЛАСТЕРЕ

Курамшина А.Е. Кузнецов В.В.

Интерес к структурным исследованиям 1,3-диоксанов связан как с особенностями их строения, так и с использованием в качестве реа­гентов тонкого органического синтеза [1-4]. Ранее [5] было показано, что главным минимумом на поверхности потенциальной энергии (ННЭ) 5-метил-1,3-диоксана (I) является конформер эк­ваториального кресла (Ке), а локальные миниму­мы соответствуют формам аксиального кресла (Ка), 1,4-твист- (1,4-Т), и 2,5-твист- (2,5-Т). На­стоящая работа посвящена исследованию конформационной изомеризации молекул 1,3-диоксана I в кластере из 39 молекул воды с помощью полу­эмпирического приближения РМ3 в рамках программного обеспечения HyperChem [6].

Исследуемый кластер был сформирован последовательным добавлением молекул воды к диоксану-I таким образом, чтобы возникала водородная связь вода-диоксан либо вода-вода. После каждого прибавления очередной молекулы воды проводилась минимизация энергии полученной системы. Общий вид кластера для основного минимума (1,3-диоксан в конформации Ке) представ­лен на схеме. Пунктирными линиями обозначены водородные связи.

Нами установлено, что конформационное поведение соединения I в водном кластере, также как и в разряженной газовой фазе, содержит 4 ми­нимума; их относительные энергии в сравнении с данными для изолированного диоксана I пред­ставлены в таблице.

 

 


Полученные результаты свидетельствуют о заметном возрастании различий между главным и локальными минимумами при конформационной изомеризации соединения I в водном кластере. Подобный эффект проявляется при исследовании конформационного поведения незамещенного 1,3-диоксана в присутствии одной [7] либо двух молекул воды [8], однако в данном случае он ста­новится особенно заметным: различия между ло­кальными минимумами возрастают в 1.5-3.7 раза. Второй особенностью конформационной изомери­зации диоксана-I в окружении воды является реа­лизация прямого перехода Ка - Ке, невозможно­го при конформационных превращениях этого соединения в разряженной газовой фазе.

Таким образом, моделирование конформационной изомеризации 5-метил-1,3-диокса-на в кла­стере, сформированном из 39 молекул воды, вы­явило существенные отличия в относительной стабильности локальных минимумов и доказало возможность прямой конформационной изомери­зации кресло - кресло, минуя гибкие формы. Ве­роятной причиной таких отличий является повы­шение конформационной гибкости молекул иссле­дуемого соединения в присутствии высокополяр­ного растворителя.

СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ:

1.  Итоги науки и техники. Технология органиче­ских веществ. Т.5. Химия и технология 1,3-диоксациклоалканов / Д. Л. Рахманкулов, Р.А. Караханов, С.С. Злотский, Е.А. Кантор и др. // М.: ВИНИТИ, 1979. - 288 с.

2.  Внутреннее вращение молекул / под ред. В.Дж. Орвилл-Томаса. М.: Мир, 1975. - С.355.

3.  Кузнецов В.В. ХГС. - 2006. С.643.

4.  Кузнецов В.В. Изв. АН. Сер. хим. - 2005. С.1499.

5.  Курамшина А. Е., Бочкор С. А., Кузнецов В. В. ЖОрХ. - 2009. T.45. C.511.


Библиографическая ссылка

Курамшина А.Е., Кузнецов В.В. КОНФОРМАЦИОННАЯ ИЗОМЕРИЗАЦИЯ 5-МЕТИЛ-1,3-ДИОКСАНА В ВОДНОМ КЛАСТЕРЕ // Современные наукоемкие технологии. – 2009. – № 9. – С. 79-80;
URL: http://www.top-technologies.ru/ru/article/view?id=26556 (дата обращения: 06.06.2020).

Предлагаем вашему вниманию журналы, издающиеся в издательстве «Академия Естествознания»
(Высокий импакт-фактор РИНЦ, тематика журналов охватывает все научные направления)

«Фундаментальные исследования» список ВАК ИФ РИНЦ = 1.074