सैद्धांतिक और कम्प्यूटेशनल विज्ञान जर्नल
खुला एक्सेस

अमूर्त

फुलरीन-C60 के नाइट्रोन के साथ 1,3-द्विध्रुवीय [3 + 2]-साइक्लोएडिशन प्रतिक्रियाओं का कम्प्यूटेशनल अध्ययन

रिचर्ड टिया, जैकब एमेवर और इवांस अडेई

फुलरीन-C60 की घुलनशीलता क्रियाशीलता के साथ बेहतर होती है। फुलरीन-C60 की प्रतिस्थापित नाइट्रोन के साथ 1,3-द्विध्रुवीय [3+2]-साइक्लोएडिशन अभिक्रिया, फुलरीन क्रियाशीलता के लिए एक बहुमुखी विधि, की जांच MO6/6-31G*//PM3 सिद्धांत स्तर पर की गई ताकि प्रतिक्रिया की ऊर्जा पर इलेक्ट्रॉन-रिलीज़िंग (-CH3, -CH2CH3, -CH2CH2CH3, C6H5CH2) प्रतिस्थापनों और इलेक्ट्रॉन-निकालने वाले प्रतिस्थापनों (-F, -Cl, -Br, -NC, और -NO2) के प्रभाव को स्पष्ट किया जा सके; नाइट्रोन के मोनो- और बिस-अतिरिक्तीकरण की क्षेत्रीय और स्टीरियो-चयनात्मकता; और आणविक प्रणालियों के वैश्विक प्रतिक्रियाशीलता विवरणकों को उनकी रासायनिक प्रतिक्रियाशीलता और साइट चयनात्मकता को तर्कसंगत बनाने और भविष्यवाणी करने के लिए। परिणाम दिखाते हैं कि नाइट्रोन पर इलेक्ट्रॉन-निकालने वाले समूह प्रतिक्रिया के सक्रियण अवरोध को बढ़ाते हैं जबकि इलेक्ट्रॉन-दान करने वाले समूह सक्रियण अवरोधों को कम करते हैं। हालांकि, नाइट्रोन पर इलेक्ट्रॉन-निकालने वाले समूह इलेक्ट्रॉन-दान करने वाले समूहों की तुलना में अधिक स्थिर उत्पाद बनाते हैं। यह पाया गया कि नाइट्रोन पर इलेक्ट्रॉन-दान करने वाले प्रतिस्थापनों के साथ अभिक्रियाएँ सामान्य इलेक्ट्रॉन माँग अभिक्रियाएँ हैं, जिसमें C60 द्विध्रुवीय और प्रतिस्थापित नाइट्रोन द्विध्रुव के रूप में होते हैं, जबकि नाइट्रोन पर इलेक्ट्रॉन-निकालने वाले प्रतिस्थापनों के साथ अभिक्रियाएँ व्युत्क्रम इलेक्ट्रॉन माँग अभिक्रियाएँ होती हैं। रासायनिक कठोरता मान नाइट्रोन पर इलेक्ट्रॉन-निकालने वाले प्रतिस्थापनों के साथ अभिवाही के लिए अधिक सकारात्मक मान और नाइट्रोन पर इलेक्ट्रॉन-दान करने वाले प्रतिस्थापनों के साथ अभिवाही के लिए कम नकारात्मक मान दिखाते हैं, जो इस प्रवृत्ति की पुष्टि करता है कि नाइट्रोन पर इलेक्ट्रॉन-निकालने वाले प्रतिस्थापनों के साथ अभिक्रियाओं में बड़े सक्रियण अवरोध होते हैं जबकि इलेक्ट्रॉन-दान करने वाले प्रतिस्थापन सक्रियण अवरोधों को कम करते हैं। दूसरे नाइट्रोन योग (द्विअधिष्ठापन गठन) के सक्रियण अवरोध पहले नाइट्रोन योग (मोनोअधिष्ठापन गठन) के अवरोधों की तुलना में कम पाए गए। स्टीरियो-रासायनिक रूप से, सिं-बिसएडिशन को ऊष्मागतिकी और गतिज रूप से स्थिर पाया गया, जो एंटी-बिसएडिशन से बेहतर था। इलेक्ट्रॉन दान करने वाले और इलेक्ट्रॉन वापस लेने वाले प्रतिस्थापनों का प्रतिक्रिया की ऊर्जा पर एक उल्लेखनीय प्रभाव पड़ता है।