Синтез оснований Шиффа и моделирование реакции их получения

Содержание

Введение

1 Некоторые примеры синтеза оснований Шиффа и моделирование реакций их получения

1.1	Некоторые примеры синтеза оснований Шиффа

1.2	Некоторые химические свойства и применение оснований Шиффа

1.3	Квантовохимические исследования реакций аминов с карбонильными соединениями

2	Методы проведения квантовохимических расчетов

2.1	Характеристика методов расчета, используемых в квантовой химии

2.2	Общее описание организации расчетов

2.3	Вычисление теплот образования

2.4	Расчет тепловых эффектов органических реакций

2.5	Расчет поверхностей потенциальной энергии и переходных состояний

2.6	Выбор методов расчета

3 Синтез оснований Шиффа и моделирование реакций их получения (Обсуждение результатов)

3.1	Реакции аминов с фурфуролом и методы проведения квантовохимических расетов

3.1.1 Синтез оснований Шиффа в органическом растворителе

3.2	Анализ методов расчета

3.3	Анализ маршрута и поиск переходных состояний реакции формальдегида с аммиаком

3.3.1 Пространственное строение комплекса К1Ь образованного из молекулформальдегида и аммиака

3.3.2 Пространственное, электронное и орбитальное строение переходного состояния ПСП в реакции формальдегида с аммиаком

3.3.3 Пространственное, электронное и орбитальное строения карбиноламина (КА1) в реакции формальдегида с аммиаком

3.3.4 Пространственное строение переходного состояния ПС21

3.3.5 Пространственное строение комплекса К21 и продуктов реак

3.4	Анализ маршрутов реакции и поиск переходных состояний при взаимодействии ацетальдегида с аммиаком

3.5	Анализ маршрута и поиск переходных состояний реакций формальдегида с метиламином

3.6	Квантовохимический анализ реакции фурфурола и алкиламино-2-аминоэтанов

3.7	Общие закономерности протекания реакций исследованных пар реагентов

3.8	Влияние растворителя

3.9	Совершенствование методики синтеза оснований Шиффа

Выводы

Литература



Введение

Относительная простота получения и широкое распространение в живой природе веществ, содержащих С=И фрагмент, неизменно привлекают внимание исследователей к основаниям Шиффа. Наличие в молекуле двойной связи обусловливает особенности реакций образования, сказывается на пространственной структуре и химических свойствах этих соединений.

Основания Шиффа чрезвычайно интересны по спектру проявляемых химических свойств. Для них характерны реакции с электрофильными и нуклеофильными реагентами, реакции циклоприсоединения и другие. Азометины участвуют в ряде важных, в том числе в ферментативных, синтетических реакциях, являются ключевыми в общем методе синтеза первичных и вторичных алкила-минов и выделяются как промежуточные соединения в эффективных синтезах альдегидов путем восстановления нитрилиевых солей триэтилсиланом или восстановительного аминирования карбоновых кислот [1,2].

В начале 90-х годов появилась публикация, в которой сообщалось о том, что И-метилированные производные лизина присутствуют в некоторых биологических системах [3].

Кроме того, постоянный интерес исследователей к азометинам обусловлен широким спектром полезных свойств. Представители этого класса соединений, их аналоги и производные входят в состав ряда лекарственных средств, в том числе местноанестезирующих, противоопухолевых, антиаритмических, противокашлевых, антиаллергических, антиастматических. Некоторые соединения этого класса находят применение в технике в качестве мономеров, компонентов смазочно - охлаждающих смесей, биоцидных и антиокислительных присадок к топливам и маслам, компонентов полимерных композиций, радио-защитных средств. Среди азометинов обнаружен целый ряд пестицидов, в том числе фунгицидов, бактерицидов, гербицидов. Высокая биологическая активность и близость их строения к некоторым природным соединениям делает чрезвычайно перспективным их применение в качестве средств защиты растений [4].



Глава 2 Методы проведения квантовохимических расчетов

2.1	Характеристика методов расчета, используемых в квантовой химии

Квантовохимические методы расчета позволяют дать точное математическое описание любых экспериментально наблюдаемых молекулярных взаимодействий. Однако для реализации этих возможностей необходимо располагать достаточно мощными ЭВМ и точными вычислительными методами. За последние годы достигнут значительный прогресс. Быстрое развитие вычислительной техники и программного обеспечения общеизвестно. Менее известны успехи квантовой химии, благодаря которым были разработаны эффективные и точные полу эмпирические и неэмпирические варианты метода молекулярных орбиталей (МО). Таким образом, квантовохимические расчеты являются в настоящее время одним из наиболее важных инструментов физикохимических исследований. Более того, учитывая продолжающееся бурное развитие вычислительной техники, можно сказать, что это направление является магистральным [68].

В основе современной квантовой химии лежит уравнение Шредингера для стационарных состояний. Его решают в адиабатическом приближении, т.е. в предположении, что ядерную и электронную волновые функции можно разделить и решать уравнение для движения ядер и электронов раздельно. В этом приближении уравнение Шредингера для электронной волновой функции записывается следующим образом:

где 'Б - волновая функция системы электронов и ядер, из которых состоит молекула

Ш'=Е'Б

(2.1)

ЗфЛь ... 11ЬГЬ ... I), Бь ... Бі+І) Е - полная электронная энергия;

Н - гамильтониан, имеющий вид: