Научный журнал
Современные наукоемкие технологии
ISSN 1812-7320
"Перечень" ВАК
ИФ РИНЦ = 0,899

КОНФОРМАЦИОННАЯ ИЗОМЕРИЗАЦИЯ ИНДИВИДУАЛЬНЫХ СТЕРЕОИЗОМЕРОВ 2,4,5-ТРИАЛКИЛЗАМЕЩЕННЫХ 1,3,2-ДИОКСАБОРИНАНОВ

Валиахметова О.Ю. Бочкор С.А. Кузнецов В.В.
Интерес к циклическим эфирам борных кислот с гетероатомами кислорода - 1,3-диокса-2-борациклоалканам - обусловлен все более возрастающим значением этих соединений в тонком органическом синтезе (получение энантиомерных спиртов и полиенов), комплексом практически полезных свойств (биологически активные вещества, ингибиторы коррозии, компоненты полимерных и горюче-смазочных материалов), а также особенностями строения (электронные и стерические внутримолекулярные взаимодействия) [1-6]. Последнее в немалой степени обусловлено присутствием электроно-дефицитного атома бора и электроно-донорных гетероатомов кислорода в одной молекуле [1,2]. Известно, что поверхность потенциальной энергии (ППЭ) молекул шестичленных борных эфиров - 1,3,2-диоксаборинанов - содержит один или два (для замещенных аналогов) минимума - конформеры софы (С) - и один максимум - форму 2,5-твист (2,5-Т), а конформационная изомеризация в отличие от неборных аналогов - 1,3-диоксанов - предполагает однобарьерный переход между минимумами [2,5-9].

Ранее нами была подробно изучена применимость квантово-химических методов к определению структурных и геометрических характеристик молекул циклических борных эфиров [10,11], а также исследована относительная устойчивость стереоизомеров 2,4,5-замещенных 1,3,2-диоксаборинанов [12,13]. Целью настоящей работы является теоретическое исследование маршрутов конформационной изомеризации молекул индивидуальных стереоизомеров 2,4,5-триметил- и 2,4-диметил-5-изопропил-1,3,2-диоксаборинанов 1 и 2 с помощью неэмпирических (RHF//STO-3G и 3-21G) методов в рамках пакета HyperChem [14].

Таблица 1. Относительная стабильность минимумов и максимумов на ППЭ эфиров 1 и 2

Соединение

Метод расчета

∆Е (ккал/моль)

Сее

Саа

С4а5е

С4е5а

2,5-Те

2,5-Та

1-транс

RHF//STO-3G

RHF//3-21G

0

0

1.1

0.6

-

-

-

-

7.0

8.2

7.3

8.2

1-цис

RHF//STO-3G

RHF//3-21G

-

-

-

-

0

0

0.1

0.1

8.1

9.4

9.1

10.4

2-транс

RHF//STO-3G

RHF//3-21G

2.3

3.6

0

0

-

-

-

-

6.8

9.1

6.1

7.5

2-цис

RHF//STO-3G

RHF//3-21G

-

-

-

-

0

0

2.8

2.0

13.3

14.1

12.7

13.2

Обнаружено, что, как и для 4-замещенных 1,3,2-диоксаборинанов [15], конформационная изомеризация молекул цис- и транс-изомеров эфиров 1 и 2 может проходить по двум маршрутам, включающим переходные состояния 2,5-Те и 2,5-Та.

Полученные данные (таблица) свидетельствуют об энергетической предпочтительности формы С4а5е для цис-изомеров исследованных соединений. В случае эфира 1 конформеры С 4а5е и С 4е5а практически вырождены по энергии. Для транс-изомеров диэкваториальная форма Сее эфира 2 заметно искажена в сторону полукресла и, в отличие от эфира 1, менее стабильна, чем диаксиальный конформер Саа. Различия в энергии между переходными состояниями 2,5-Те и 2,5-Та при использованных методах расчета составляют от 0 до 1.0 ккал/моль. При этом увеличение конформационного размера алкильного заместителя у атома С-5 кольца приводит к возрастанию относительной стабильности формы 2,5-Та; для молекул эфира 2 последняя в рамках использованных расчетных приближений более выгодна, нежели альтернативная конформация 2,5-Те. В то же время самый устойчивый конформер транс-изомера - за исключением результатов STO-3G для эфира 2 - стабильнее наиболее устойчивого конформера цис-формы.

Таким образом, анализ конформационных превращений индивидуальных стереоизомеров 2,4,5-алкилзамещенных 1,3,2-диоксаборинанов указывает на заметное влияние объема заместителя у атома С-5 кольца на конформационное поведение молекул исследованных соединений и относительную высоту потенциальных барьеров интерконверсии.

 

СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ:

  1. Грень А.И., Кузнецов В.В. Химия циклических эфиров борных кислот, Наукова думка, Киев, 1988. - 160 с.
  2. Кузнецов В.В. Синтез, конформационный анализ и химические превращения циклических борных эфиров диолов и аминоспиртов, Дис. докт. хим. наук, Уфа, 2002.
  3. Kliegel W. Die Pharmazie. - 1972. - Bd. 27, №1. - S.1-14.
  4. Кузнецов В.В. // Изв. АН. Сер. хим. - 2005. - № 7. - С.1499-1507.
  5. Валиахметова О.Ю., Бочкор С.А., Кузнецов В.В. // Современные наукоемкие технологии - 2006. - №2. - С. 72-74.
  6. Валиахметова О.Ю., Бочкор С.А., Кузнецов В.В. // Башкир. хим. журн. 2004. - Т.11, №1. - С.79-80.
  7. Курамшина А.Е., Файзуллин А.А., Бочкор С.А., Кузнецов В.В. // Башкир. хим. журн. 2004. - Т.11, №1. - С.81-82.
  8. Мазитова Е.Г., Курамшина А.Е., Кузнецов В.В. // ЖОрХ - 2004. - Т.40, №4. - С. 615-616.
  9. Курамшина А.Е., Бочкор С.А., Кузнецов В.В. // Фундаментальные исследования - 2006. - № 3. - С.87-88.
  10. Кузнецов В.В. // Журн. структ. химии. - 2001. - Т.42, №3. - С.591-597.
  11. Валиахметова О.Ю., Бочкор С.А., Кузнецов В.В. // Современные наукоемкие технологии - 2006. - №2. - С. 71-72.
  12. Кузнецов В.В. // ЖОХ. - 2000. - Т.70, вып.1. - С.71-75.
  13. Кузнецов В.В., Алексеева Е.А., Худяков В.В., Левшов Ю.А. // ЖОХ. - 2002. - Т.72, вып.3. - С.429-433.
  14. HyperChem 5.02. Trial version. http://www.hyper.com/.
  15. Валиахметова О.Ю., Бочкор С.А., Кузнецов В.В. // Современные наукоемкие технологии - 2008. - №2. - С.140-142.

Библиографическая ссылка

Валиахметова О.Ю., Бочкор С.А., Кузнецов В.В. КОНФОРМАЦИОННАЯ ИЗОМЕРИЗАЦИЯ ИНДИВИДУАЛЬНЫХ СТЕРЕОИЗОМЕРОВ 2,4,5-ТРИАЛКИЛЗАМЕЩЕННЫХ 1,3,2-ДИОКСАБОРИНАНОВ // Современные наукоемкие технологии. – 2008. – № 6. – С. 51-53;
URL: https://top-technologies.ru/ru/article/view?id=23936 (дата обращения: 02.12.2021).

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