Известно, что циклические эфиры борных кислот способны к формированию молекулярных комплексов как с донорами, так и с акцепторами электронной пары и, таким образом, являются удобными объектами в компьютерном моделировании механизмов взаимодействия субстрата с растворителями различной природы [1-5]. Ранее [6] было показано, что главным минимумом на поверхности потенциальной энергии (ППЭ) 2,5-диметил-1,3,2-диоксаборинана (I) является конформер экваториальной софы (Се), локальный минимум соответствует форме аксиальной софы (Са), а переходное состояние - конформации 2,5-твист (2,5-Т).
Настоящая работа посвящена исследованию конформационной изомеризации молекул эфира I в кластере из 39 молекул воды с помощью полуэмпирического приближения РМ3 в рамках программного обеспечения HyperChem [7].
Исследуемый кластер был сформирован последовательным добавлением молекул воды к эфиру-I таким образом, чтобы возникала водородная связь вода-боринан либо вода-вода; при этом одна из молекул воды образует координационную связь О-В. После прибавления очередной молекулы воды проводилась минимизация энергии полученной системы. Общий вид кластера для основного минимума (конформер Се) показан на схеме. Пунктирными линиями обозначены водородные связи.
![](/snt/i/2009/9/image109.jpg)
![](/snt/i/2009/9/image110.jpg)
Нами установлено, что конформационное поведение соединения I в водном кластере, также как и в разряженной газовой фазе, содержит 2 минимума и одно переходное состояние (ПС) - полукресло; их относительные энергии в сравнении с данными для изолированного борного эфира I представлены в таблице.
![](/snt/i/2009/9/image111.jpg)
Полученные результаты свидетельствуют о заметном возрастании различий между главным и локальными минимумами в случае кластера (примерно в 2.3 раза). Второй особенностью конформационной изомеризации борного эфира-I в окружении воды является изменение характера ПС (полукресло вместо формы 2,5-Т) и увеличение барьера инверсии примерно в 1.2 раза. Координационная связь О-В сохраняется во всех формах; ее длина в конформерах Се, Са и ПК составляет 1.5708, 1.5757 и 1.5756 А соответственно, а средняя длина водородной связи молекул воды с гетероатомами кислорода равна 1.803 А.
Таким образом, моделирование конформационной изомеризации 2,5-диметил-1,3,2-диокса-боринана в кластере, сформированном из 39 молекул воды, выявило заметное влияние растворителя на конформационные свойства этого соединения.
СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ:
1. Валиахметова О.Ю., Бочкор С.А., Кузнецов В. В. // Современные проблемы физики и физико-математического образования. Материалы V Уральской региональной научн.-практ. конф. Уфа: БГПУ, 2006. С. 123.
2. Валиахметова О.Ю., Бочкор С.А., Кузнецов В. В. // XIII Всероссийская конф. «Структура и динамика молекулярных систем». Яльчик-2006. Сб. статей. Вып. 13. 4.I. Уфа - Казань - Москва -Йошкар-Ола. 2006. С. 163.
3. Валиахметова О. Ю., Бочкор С. А., Кузнецов В. В. // Фундаментальные исследования. 2006.№ 4. С. 81.
4. Валиахметова О. Ю., Бочкор С. А., Кузнецов В.В. // Журн. общ. химии. 2009. Т.79, вып.3.С.396.
5. Валиахметова О. Ю., Бочкор С. А., Кузнецов В.В. // Журн. орг. химии. 2009. Т.45, вып.5.С.796.
6. Кузнецов В.В., Новиков А.Н., Рублев И.С.,Марколенко Н.Ю. // Химия гетероцикл. соединений. 2003. № 3. С.426.7. HyperChem 7.01. Trial version. www.hyper.com.
Библиографическая ссылка
Валиахметова О.Ю., Кузнецов В.В. КОНФОРМАЦИОННЫЕ СВОЙСТВА 2,5-ДИМЕТИЛ-1,3,2-ДИОКСАБОРИНАНА В ВОДНОМ КЛАСТЕРЕ // Современные наукоемкие технологии. – 2009. – № 9. – С. 77-79;URL: https://top-technologies.ru/ru/article/view?id=26555 (дата обращения: 17.07.2024).