Конформаційний аналіз хімічних сполук
Методична частина
Будуємо залежність стандартної ентальпія утворення конформацій.
Визначаємо число конформерів.
Розраховуємо бар’єр внутрішнього обертання.
Розраховуємо кількісний склад суміші конформерів.
Всі результати заносимо в таблицю.
Проводимо аналіз впливу внутрішнього обертання і будуємо залежність.
Табл. 5.1. Результати конфірмаційного аналізу ON(O)OH і ON(O)OR
Параметри |
Типовий приклад |
Результати роботи |
||
Конформації ON(O)OH |
Конформації ON(O)OR |
|||
А |
Б |
А |
Б |
|
Число конформерів |
2 |
2 |
||
∆H0f, ккал/моль |
2,8 |
2,6 |
27,9 |
31,0 |
S298,кал/(К·моль) |
68,0 |
68,3 |
92,8 |
94 |
∆G298, ккал/моль |
-18,5 |
-17,8 |
0,3 |
3,0 |
VA-B, ккал/моль |
-9,17 |
-8,34 |
||
VB-A, ккал/моль |
9,17 |
8,34 |
||
Kp (AB) |
1.16 |
1.82 |
||
Вміст конформерів, % |
46 |
54 |
35 |
65 |
Проведення конформаційного аналізу:
VA-B = Etot(Б) – Etot(А) = 2,63 – 11,80 = -9,17 ккал/моль
VB-A = Etot(А) – Etot(Б) = 11,80 – 2,63 = 9,17 ккал/моль
VA-B = Etot(Б) – Etot(А) =30,97 – 39,40 = -8,34 ккал/моль
VB-A = Etot(А) – Etot(Б) = 39,40 – 30,97 = 8,34 ккал/моль
Kp = nB/nA =
Kp = 1,16 ккал/моль
Kp = 1,82 ккал/моль
nB + nA = 1
nA = 1/(1+ Kp) = 1/(1+1,16) = 0,46 = 46%
nB = 1 – nA = 1 – 46 = 54%
nA = 1/(1+ Kp) = 1/(1+1,82) = 0,35 = 35%
nB = 1 – nA = 1 – 35= 65%
Розподіл електронної густини
Методична частина
Користуємось попередніми розрахунками. Заносимо інформацію блоку молекулярних орбіталей рівноважної конфігурації sp-конформеру індивідуального об’єкту.
Необхідна інформація знаходиться в out-файлі в блоці Eigenvectors.
Табл. 6.1. Фрагмент блоку МО індивідуального обєкту
Атом |
АО |
1 |
2 |
3 |
4 |
5 |
6 |
7 |
8 |
Електронна заселеність МО |
-40,33 |
-37,46 |
-36.18 |
-35.00 |
-31.83 |
-29.88 |
-27.31 |
-23.34 |
|||
O1 |
S |
0.0358 |
0.3721 |
-0.1141 |
-0.7765 |
-0.0002 |
0.0009 |
0.0045 |
-0.0992 |
|
O1 |
px |
0.0217 |
-0.0111 |
-0.0593 |
0.0825 |
0.0477 |
-0.0073 |
-0.0533 |
0.0250 |
|
O1 |
py |
-0.0068 |
0.1422 |
0.0163 |
-0.1450 |
-0.0042 |
0.0076 |
-0.0237 |
0.1421 |
|
O1 |
pz |
0.0041 |
0.0008 |
-0.0031 |
0.0010 |
-0.0035 |
0.0014 |
0.0055 |
0.0054 |
|
O2 |
S |
0.2092 |
0.0607 |
-0.6364 |
0.1042 |
0.4296 |
-0.0154 |
-0.3972 |
0.2851 |
|
O2 |
px |
0.0179 |
-0.0334 |
-0.0310 |
0.0664 |
0.0008 |
0.0096 |
0.0446 |
-0.0630 |
|
O2 |
py |
-0.0730 |
0.0006 |
0.1522 |
-0.0334 |
-0.0268 |
0.0074 |
-0.0955 |
0.2102 |
|
O2 |
pz |
0.0267 |
0.0019 |
-0.0305 |
0.0060 |
-0.0140 |
0.0136 |
0.0333 |
0.0130 |
|
|
||||||||||
|
|
9 |
10 |
11 |
12 |
13 |
14 |
15 |
16 |
|
|
|
-22.89 |
-22.07 |
-20.59 |
-19.85 |
-18.17 |
-17.74 |
-17.23 |
-17.12 |
|
O1 |
S |
-0.3737 |
0.0588 |
0.0060 |
-0.1292 |
0.0901 |
0.0770 |
-0.0252 |
0.0599 |
|
O1 |
px |
-0.2387 |
-0.0235 |
0.1009 |
-0.3585 |
-0.2105 |
-0.1409 |
0.0323 |
-0.3044 |
|
O1 |
py |
0.4383 |
-0.0617 |
0.0018 |
0.2568 |
-0.2207 |
-0.1642 |
0.0476 |
-0.2056 |
|
O1 |
pz |
0.0011 |
0.0084 |
0.0128 |
0.0004 |
-0.0512 |
0.2003 |
0.5463 |
0.0141 |
|
O2 |
S |
-0.0296 |
-0.0648 |
0.0879 |
0.0664 |
-0.0761 |
-0.0049 |
-0.0309 |
0.0727 |
|
O2 |
px |
0.1790 |
0.0518 |
-0.1098 |
0.2493 |
0.2359 |
0.1531 |
-0.0406 |
0.1989 |
|
O2 |
py |
-0.0124 |
-0.0454 |
0.1179 |
0.0391 |
-0.2509 |
-0.0426 |
-0.0691 |
0.0204 |
|
O2 |
pz |
0.0087 |
0.0500 |
0.0399 |
0.0074 |
-0.0836 |
0.2331 |
0.1351 |
-0.0175 |
|
|
||||||||||
|
|
17 |
18 |
19 |
20 |
21 |
22 |
23 |
24 |
|
|
|
-16.21 |
-16.13 |
-15.21 |
-14.98 |
-14.96 |
-14.55 |
-13.97 |
-13.44 |
|
O1 |
S |
-0.0135 |
-0.0581 |
-0.0808 |
0.0237 |
-0.0250 |
-0.0517 |
-0.0283 |
-0.0122 |
|
O1 |
px |
-0.0529 |
0.0657 |
-0.0295 |
-0.0044 |
0.0070 |
0.0611 |
0.1064 |
0.0285 |
|
O1 |
py |
-0.0025 |
0.0981 |
0.0778 |
-0.0292 |
0.0324 |
0.0907 |
0.0988 |
0.0286 |
|
O1 |
pz |
-0.0900 |
-0.0285 |
-0.0069 |
-0.0069 |
-0.0146 |
-0.0230 |
0.1139 |
-0.1120 |
|
O2 |
S |
-0.0127 |
-0.1691 |
0.0306 |
-0.0161 |
0.0102 |
0.0008 |
-0.0116 |
-0.0201 |
|
O2 |
px |
-0.0174 |
-0.0556 |
-0.2110 |
0.0770 |
-0.0728 |
-0.1768 |
-0.1388 |
-0.0393 |
|
O2 |
py |
-0.0866 |
-0.5798 |
-0.0266 |
-0.0667 |
-0.0286 |
-0.0126 |
0.0568 |
-0.2028 |
|
O2 |
pz |
0.3480 |
0.1202 |
-0.1451 |
-0.0792 |
-0.1701 |
-0.1199 |
0.3293 |
-0.1314 |
|
|
||||||||||
|
|
25 |
26 |
27 |
28 |
29 |
30 |
31 |
32 |
|
|
|
-12.93 |
12.88 |
-12.46 |
-11.60 |
11.15 |
-10.16 |
-9.93 |
-8.73 |
|
O1 |
S |
0.0050 |
0.0225 |
0.0008 |
0.0041 |
-0.0155 |
-0.0624 |
-0.0020 |
0.0017 |
0,963266 |
O1 |
px |
-0.0276 |
0.3804 |
0.1264 |
0.0113 |
0.0341 |
0.1371 |
0.0074 |
-0.0369 |
0,577676 |
O1 |
py |
-0.0264 |
-0.3161 |
0.1087 |
0.0158 |
-0.0676 |
-0.2139 |
-0.0070 |
0.0065 |
0,643944 |
O1 |
pz |
-0.6700 |
0.0599 |
-0.0756 |
0.2636 |
-0.0038 |
0.0016 |
0.0017 |
-0.0002 |
0,904697 |
O2 |
S |
0.0060 |
0.0830 |
-0.0341 |
0.0092 |
-0.0191 |
-0.0015 |
0.0105 |
0.0134 |
0,955845 |
O2 |
px |
0.0194 |
0.1906 |
-0.0281 |
-0.0039 |
-0.0657 |
-0.3564 |
-0.0127 |
0.0133 |
0,522483 |
O2 |
py |
-0.0166 |
0.1387 |
-0.0673 |
-0.1882 |
-0.0943 |
-0.0677 |
-0.0046 |
-0.0647 |
0,642587 |
O2 |
pz |
-0.0860 |
-0.0112 |
0.0681 |
-0.7280 |
0.0473 |
0.0160 |
-0.0097 |
0.0343 |
0,965247 |
= Cii
Заключення: у ході роботи було виписано інформаційний блок молекулярних орбіталей (до ВЗМО) індивідуального об’єкту (sp-конформер). Було розраховано хвильові функції орбіталей на атомах O1 і O2. Було виявлено варіаційні коефіцієнти, які вносять найбільший вклад в електронну заселеність молекулярної орбіталі.