بررسی نظری تشکیل پیوندهای C-C و C-N کاتالیزور شده توسط کمپلکس مس (I)

شیمی کوانتومی و اسپکتروسکوپی

دوره 9، شماره 32، اسفند 1398، صفحه 59-43   

نوع مقاله: مقاله پژوهشی

نویسندگان

فاطمه زرکوب¹؛ علیرضا آریافرد^{* 2}

¹دانشجو/دانشگاه آزاد اسلامی واحد تهران مرکزی

²هیئت علمی دانشگاه آزاد اسلامی واحد تهران مرکزی گروه علوم پایه

چکیده

از محاسبات نظریۀ تابعی چگالی برای بررسی مکانیسم کاتالیزوری مس (I) جهت تشکیل پیوندهای کربن–کربن و کربن-نیتروژن توسط هتروآرن‌ها در حضور آریل هالید و آلکیل هالید استفاده شد.محاسبات ما نشان داد مکانیسم واکنش با پروتون زدایی روی پیوند فعال (X-H (X=C,N آغاز می شود. با عبور از حالت گذار پنج عضوی و برهمکنش اتم نیتروژن هتروآرن با فلز مس، سطوح انرژی در مرحلۀ پروتون زدایی به‌طور چشمگیری پایین می‌آید. سپس با اضافه شدن آریل هالید C(sp2)-X به محصول فعال‌سازی، مکانیسم از مسیر هم‌زمان، به‌صورت واکنش افزایش اکسایشی به فلز مس پیش رفت. درحالی‌که آلکیل هالیدها C(sp3)-X مکانیسمی متفاوت از آریل هالیدها دارند و مکانیسم کلی واکنش هسته‌دوستی دومولکولی است. اما در تشکیل پیوندهای کربن–کربن مکانیسم به‌صورت هسته‌دوستی دومولکولی از طریق واکنش افزایش اکسایشی فلز مس و در تشکیل پیوندهای کربن-نیتروژن، مکانیسم هسته‌دوستی دومولکولی از طریق واکنش جفت شدن کربن-نیتروژن است. ما نشان دادیم، تغییر خصلت اسیدی در پیوند فعال (X-H (X=C,N تغییری در سرعت کلی واکنش ایجاد نمی‌کند و مرحلۀ تعیین‌کننده سرعت مرحلۀ اضافه شدن آریل یا آلکیل هالید است. همچنین مسیرهای محتمل برای تشکیل پیوندهای کربن–کربن، کربن-نیتروژن را بررسی و مسیرهایی با پایین‌ترین سطح انرژی پیشنهاد دادیم که موضوع قابل‌توجه مطالعات آزمایشگاهی، سنتز ترکیبات آلی و دارویی است.

کلیدواژه‌ها

نظریۀ تابعی چگالی؛ پروتون زدایی؛ افزایش اکسایشی؛ حذف کاهشی؛ واکنش هم‌زمان؛ واکنش هسته‌دوستی دومولکولی

مراجع