تعیین نظری مواضع فعال نفتالن، نیترونفتالن، متوکسی‌نفتالن، کینولین و ایزوکینولین در واکنش حلقه‌افزایی با فولرن C20

نوع مقاله: علمی-پژوهشی

نویسنده

استادیار شیمی آلی، گروه شیمی، دانشکده علوم پایه، دانشگاه آیت‌الله العظمی بروجردی (ره)، بروجرد، ایران

چکیده

در این تحقیق، مطالعه تئوری واکنش حلقه‌افزایی بین فولرن C20 و برخی آروماتیک‌های دوحلقه‌ای جوش‌خورده شامل نفتالن، 2-متوکسی نفتالن، 2-نیترونفتالن، کینولین و ایزوکینولین با اهدافی همچون امکان عامل‌دار کردن فولرن، بررسی واکنش‌پذیری و ناحیه‌گزینی این مواد انجام شده است. برای این منظور واکنش حلقه‌زایی [2+4] بین سیستم‌های آروماتیک فوق و فولرن بررسی شده است که در آن‌ها فولرن به عنوان دی‌ان‌دوست و سیستم آروماتیک به عنوان دی‌ان عمل میکند. به جز نفتالن، برای سایر سیستم‌های آروماتیک دو واکنش در نظر گرفته شد که در یکی حلقه دارای استخلاف (نیترو یا متوکسی) یا هترواتم (کینولین وایزوکینولین) و در دیگری حلقه بدون استخلاف یا هترواتم واکنش می‌دهد. از طریق بهینه‌سازی مواد اولیه و فرآورده‌ها و به دنبال آن تعیین حالت گذار هر واکنش، پارامترهای ترمودینامیکی و سینتیکی تعیین گردید. به منظور بررسی واکنش‌پذیری موقعیت‌های مختلف نفتالن، 2-متوکسی نفتالن، 2-نیترونفتالن، کینولین و ایزوکینولین سه روش مختلف شامل محاسبه توابع پار، توابع فوکویی و محاسبه میزان مشارکت اتم‌های مختلف در بالاترین اوربیتال مولکولی اشغال‌شده HOMO هر ماده مورد استفاده قرار گرفت. نتایج نشان داد که توابع فوکویی به طور کامل و توابع پار و میزان مشارکت اتم‌های مختلف در HOMO تا حدود زیادی می‌توانند واکنش‌پذیری موقعیت‌های مختلف این سیستم‌های آروماتیک در واکنش حلقه‌افزایی را توصیف کند. همچنین میزان انتقال کلی چگالی الکترون GEDT در این واکنش‌ها مورد محاسبه قرار گرفت و نتایج نشان داد که همه واکنش‌ها ماهیت قطبی دارند و الکترون از ماده آروماتیک به فولرن منتقل می‌شود. در نهایت محاسبه میزان همزمانی واکنش‌ها نشان داد که واکنش نفتالن و همچنین واکنش حلقه دارای هترواتم در کینولین و ایزوکینولین دارای همزمانی بیشتری نسبت به سایر واکنش‌ها می‌باشد.

کلیدواژه‌ها

موضوعات