Одноэлектронный перенос в реакциях радикального присоединения

Обложка

Цитировать

Полный текст

Открытый доступ Открытый доступ
Доступ закрыт Доступ предоставлен
Доступ закрыт Доступ платный или только для подписчиков

Аннотация

Предложенная гипотеза об изменении спинового состояния двухцентровой двухэлектронной связи реагирующей молекулы под возмущающим действием органического радикала открывает новые возможности уточнения механизма радикального присоединения к олефинам и сопряженным диенам. Изменение спинового состояния молекулы этилена и s-транс-бутадиена-1,3 создает предпосылки для реализации одноэлектронного переноса в реакционной системе. Одноэлектронный перенос изменяет распределение эффективных зарядов на атомах реакционной системы, обеспечивая их кулоновское взаимодействие, что позволяет интерпретировать образование конечных продуктов в рамках фундаментального физического взаимодействия – электромагнитного взаимодействия.

Полный текст

Доступ закрыт

Об авторах

О. Б. Томилин

ФГБОУ ВО “Национальный исследовательский Мордовский государственный университет им. Н. П. Огарёва”

Автор, ответственный за переписку.
Email: tomilinob@mail.ru
Россия, 430005, Саранск

О. В. Бояркина

ФГБОУ ВО “Национальный исследовательский Мордовский государственный университет им. Н. П. Огарёва”

Email: tomilinob@mail.ru
Россия, 430005, Саранск

А. В. Князев

Национальный исследовательский Нижегородский государственный университет им. Н. И. Лобачевского

Email: tomilinob@mail.ru
Россия, 603022, Нижний Новгород

Е. А. Родин

ФГБОУ ВО “Национальный исследовательский Мордовский государственный университет им. Н. П. Огарёва”

Email: tomilinob@mail.ru
Россия, 430005, Саранск

Список литературы

  1. Kim J., Sun X., van der Worp B.A. et al. // Nature Catalysis. 2023. P. 153. doi: 10.1038/s41929-023-00914-7
  2. Park S., Jeong J., Fujita K., et al. // J. Am. Chem. Soc. 2020. V.142. P. 12708. doi: 10.1021/jacs.0c04598
  3. Афанасьев И.Б., Самохвалов Г.И. // Успехи химии. 1969. Т. 38. № 4. С. 687. [Afanas’ev I.B., Samokhvalov G.I. // Russ. Chem. Rev.1969. V.38. № 4. P. 318.]
  4. Энглин Б.А., Фрейдлина Р.Х. // Докл.АНСССР. 1964. Т. 158. № 4. С. 922.
  5. Нонхибел Д., Уолтон Дж. Химия свободных радикалов. М.: Мир, 1977. 606 c.
  6. Stefani A.P., Chuang L.-Y.Y., Todd H.E. // J. Am. Chem. Soc. 1970. V.92. № 14. P. 4168. doi: 10.1021/ja00717a004
  7. Cvetanović R.J. // J. Chem. Phys.1959. V.30. № 1. P. 19. doi: 10.1063/1.1729874
  8. Танасейчук Б.С., Томилин О.Б., Пряничникова М.К. // ЖOрХ. 2017. V.53. № 672. [Tanaseichuk B.S., Tomilin O.B., Pryanichnikova M.K. // Russ. J. Org. Chem. 2017. V.53. P. 679] doi: 10.1134/S1070428017050062
  9. Танасейчук Б.С., Томилин О.Б., Пряничникова М.К. // Там же. 2017. V.53. P. 751. [Tanaseichuk B.S., Tomilin O.B., Pryanichnikova M.K. // Russ. J. Org. Chem. 2017. V.53. P. 764.] doi: 10.1134/S1070428017050189
  10. Lifshitz A., Baue rS.H., Resler E.L. // J. Chem. Phys. 1963. V.38. P. 2056. doi: 10.1063/1.1733933
  11. Douglas J.E., Rabinovitch B.S., Looney F.S. // Ibid. 1955. V.23. № 2. P. 315. doi: 10.1063/1.1741959
  12. Rabinovitch B.S., Looney F.S. // Ibid.1955. V.23. № 12. P. 2439. doi: 10.1063/1.1741898
  13. Бучаченко А.Л., Бердинский В.Л. // Успехи химии. 2004. Т. 73. № 11. С. 1123. [Buchachenko A.L., Berdinsky V.L. // Russ. Chem. Rev. 2004. V.73. № 11. P. 1033.] doi: 10.1070/RC2004v073n11ABEH000888
  14. Merer A.J., Mulliken R.S. // Chem. Rev. 1969. V.69. № 5. P. 639 doi: 10.1021/cr60261a003
  15. Feller D., Peterson K.A., Davidson E.R. // J. Chem. Phys. 2014. V.141. P. 104302 doi: 10.1063/1.4894482
  16. Müller T., Dallos M., Lischka H. // Ibid. 1999. V.110, P. 7176 doi: 10.1063/1.478621
  17. Angeli C. // J. Comput. Chem. 2009. V.30. № 8. P. 1319. doi: 10.1002/jcc.21155
  18. Magee J.L., Shand W., Eyring H. // J. Am. Chem. Soc. 1941. V.63. P. 677. doi: 10.1021/ja01848a012
  19. Korff M., Paulisch T.O., Glorius F. et al. // Molecules. 2022. V.27. P. 5342. doi: 10.3390/molecules27165342
  20. Salem L., Rowland C. // Angew. Chem., Int. Ed. Engl. 1972. V.11. № 2. P. 92. doi: 10.1002/anie.197200921
  21. Manna S., Chaudhuri R.K., Chattopadhyay S. // J. Chem. Phys. 2020. V.152. P. 244105. doi: 10.1063/5.0007198
  22. Bonacic-Koutecky V., Persico M., Dohnert D. et al. // J. Am. Chem. Soc. 1982. V.104. P. 6900. doi: 10.1021/ja00389a003
  23. Фрейдлина Р.Х., Белявский А.Б. // Изв. АНСССР, ОХН. 1961. С. 177.
  24. Sidebottom H.W., Tedder J.M. // Int. J. Chem. Kin. 1972. V.4. P. 249. doi: 10.1002/kin.550040212
  25. Neese F. // Wiley Interdiscip. Rev. Comput. Mol. Sci. 2012. V.2. P. 73. doi: 10.1002/wcms.81
  26. Liakos D.G., Guo Y., Neese F. // J. Phys. Chem. A. 2020. V.124. № 1. P. 90. doi: 10.1021/acs.jpca.9b05734
  27. Altun A., Saitow M., Neese F. et. al. // J. Chem. Theory Comput. 2019. V.15. № 3. P 1616 doi: 10.1021/acs.jctc.8b01145
  28. Gallagher N.M., Bauer J.J., Pink M. et al. // J. Am. Chem. Soc. 2016. V.138. P. 9377. doi: 10.1021/jacs.6b05080
  29. Плехович С.Д., Зеленцов С.В., Минасян Ю.В. и др. // Химия высоких энергий. 2022. Т. 56. № 1. C. 38. [Plekhovich S.D., Zelentsov S.V., Minasyan Yu.V. et al. // High Energy Chem. 2022. V.56. № 1. P. 32] doi: 10.1134/S001814392201009X
  30. Kuzmin A.V. Shainyan B.A. // J. Phys. Org. Chem. 2014. V.27. № 10. P. 794. doi: 10.1002/poc.3338
  31. Craig N.C., Groner P., McKean D.C. // J. Phys. Chem. A. 2006. V.110. № 23. P. 7461. doi: 10.1021/jp060695b
  32. Wallace R. // Chem Phys Letters. 1989. V.159. № 1. P. 35. doi: 10.1016/S0009-2614(89)87449-4
  33. Hudgens J.W., Johnson R.D., Tsai B.P. et al. // J. Am. Chem. Soc. 1990. V.112. P. 5763. doi: 10.1021/ja00171a015
  34. Minaev B.F., Kukueva V.V. // J. Chem. Soc. Faraday Trans. 1994. V. 90. № 11. P. 1479. doi: 10.1039/FT9949001479
  35. Jurecka P., Sponer J., Cerný J., Hobza P. // Phys Chem Chem Phys. 2006. V.8. № 17. P. 1985. doi: 10.1039/b600027d

Дополнительные файлы

Доп. файлы
Действие
1. JATS XML
Скачать
2. Рис. 1. Качественный механизм радикального присоединения к алкенам.

Скачать (96KB)
Метаданные
3. Рис. 2. Энергия диссоциации De комплекса столкновений C2H4-CCl3 в основном состоянии1Ag·D0 для заслоненной (1) и анти-конформации (2), в основном состоянии1A·D0 при ϕ=42° (3) в зависимости от угла θC2C1C3.

Скачать (72KB)
Метаданные
4. Рис. 3. Энергии Еtot дублетных и квартетных электронных состояний комплексов межмолекулярных столкновений C2H4-CCl3 (а) и s-транс-С4H6-CCl3 (б) в зависимости от торсионного угла ϕ при RC1C3=3.6 Å.

Скачать (152KB)
Метаданные
5. Рис. 4. Сечения ППЭ комплекса C2H4-CCl3 для дублетных 1Ag·D0, 1A·D0 (ϕ=42°) и квартетного Q (ϕ=90°) состояний при изменении координаты реакции RC1C3.

Скачать (95KB)
Метаданные
6. Рис. 5. Геометрические параметры и распределение спиновой плотности на атомах (а. е.) комплексов C2H4-CCl3 3 и s-транс-С4H6(C1)-CCl3 4 в электронных состояниях3B1·D0 и 3A·D0 соответственно. Атомы обозначены кружками, затемненные кружки – атомы хлора, темные – атомы водорода.

Скачать (165KB)
Метаданные
7. Рис. 6. Зависимости спиновой плотности Р на структурных фрагментах комплекса C2H4-CCl3 3 в электронном состоянии3B1·D0 от изменения координаты реакции RC1C3.

Скачать (81KB)
Метаданные
8. Рис. 7. Изменение суммарного эффективного заряда Δ на структурных фрагментах (a) и полной энергии Еtot (б) в зависимости от координаты реакции RC1C3 для состояния3B1·D0 (4А в симметрии C1) комплекса C2H4-CCl3 3 и дублетного состояния Dʹ (2A′ в симметрии Cs) трихлорпропильного радикала.

Скачать (139KB)
Метаданные
9. schema_1

Скачать (50KB)
Метаданные
10. schema_2

Скачать (70KB)
Метаданные
11. schema_3

Скачать (18KB)
Метаданные
12. schema_4

Скачать (25KB)
Метаданные
13. schema_5

Скачать (24KB)
Метаданные
14. schema_6

Скачать (114KB)
Метаданные
15. schema_7

Скачать (129KB)
Метаданные

© Российская академия наук, 2024