CC BY
22
СТРУКТУРА ВЕЩЕСТВА И ТЕОРИЯ ХИМИЧЕСКИХ ПРОЦЕССОВ
УДК 547.793,51.7 КС
Л. Р. Галимзянова, Р. Р. Назмутдинов, Е. В. Гусева,
А. М. Сайфутдинов, Т. Т. Зинкичева
ИЗУЧЕНИЕ СТРУКТУРЫ ПЛАТИНОВОГО КОМПЛЕКСА ДИОКСИДИНИТРОБЕНЗОФУРАКСАНА
ПО ДАННЫМ ЭЛЕКТРОННОЙ СПЕКТРОСКОПИИ И КВАНТОВОХИМИЧЕСКОГО
МОДЕЛИРОВАНИЯ. ЧАСТЬ 1. МОНОНАТРИЕВЫЙ КОМПЛЕКС
ДИОКСИДИНИТРОБЕНЗОФУРАКСАНА
Ключевые слова: мононатриевый комплекс диоксидинитробензофураксана, комплексообразование, квантово-химическое
моделирование.
С помощью методов квантовохимического моделирования изучено строение мононатриевого комплекса диоксидинитробензофураксана на основе ранее полученных структурных данных методом РСтА и ИК спектроскопии.
Keywords: monosodium dioxydinitrobenzofuroxane complex, complexation, quantum-chemical modeling.
The structure of monosodium dioxydinitrobenzofuroxane complex is studied by quantum-chemical modeling on the basis of structural data obtained previously by means of X-ray diffraction method and IR-spectroscopy.
Введение
Диоксидинитробензофуроксан и комплексные соединения на его основе с s-элементами обладают разнообразной биологической активностью [1-5].
Мононатриевый комплекс диоксидинитро-бензофуроксана NaHDODNBF был получен из динатриевого комплекса диоксидинитробензофура-ксана Na2DODNBF по реакции:
Na2DODNBF + HCl = NaHDODNBF + NaCl. (1)
Описан методами ИК спектроскопии и РСтА [5]. В кристалле NaHDODNBF имеет трехмерную полимерную структуру, состоящую из слоев, связанных между собой мостиковыми молекулами воды. Для более полного изучения структуры NaHDODNBF были проведены исследования методами квантовохимического моделирования.
Экспериментальная часть
Квантово-химические расчёты проводились в рамках теории функционала плотности с использованием “негибридного” обменно-корреляционного
функционала wPBEhPBE, встроенного в
программный пакет «Gaussian-09» [6]. Для описания валентных электронов атомов C, N, H, O, Cl и Na применялся стандартный базисный набор TZVP [7-8]. Системы с открытой оболочкой считали в рамках спин-поляризованной версии уравнений Кона-Шэма. Геометрия исследуемых комплексов оптимизировалась без ограничения по симметрии. Наличие энергетического минимума (стационарной точки) на поверхности потенциальной энергии подтверждалось отсутствием отрицательных частот нормальных колебаний. Влияние растворителя (вода) учитывалось в рамках континуальной модели COSMO (Conductorlike Screening Model) [9].
Результаты и обсуждение
По данным РСтА (рис. 1) осуществлены тестовые оптимизации геометрии МаИРОРМБР с использованием различных приближений БЬУР, РБЕРБЕ, шРБЕИРБЕ (рис. 2-4). Применение БЬУР-функционала приводит к большим длинам связей, чем в случае РБЕ-функционалов. Особенно это относится к различным типам связей М-О (нитрогруппы, фуроксановый цикл). Длины связей, полученные РБЕ-функционалами, не существенно отличаются от данных РСтА или совпадают. Следует отметить, что шРБЕИРБЕ-функционал дает длины связей на 0,001-0,002 А короче, чем РБЕРБЕ-функционал, соответственно (рис. 1-4).
©
2.655
Рис. 1 - Геометрические параметры
МаНйОйМВР (длины связей в А и валентные углы в градусах) по данным РСтА [5]
Заключение
Рис. 2 - Геометрические параметры NaHDODNBF (длины связей в А и валентные углы в градусах), полученные в результате оптимизации геометрии в вакууме с использованием «негибридного» DFT-функционала BLYP
Рис. 3 - Геометрические параметры NaHDODNBF (длины связей в А и валентные углы в градусах), полученные в результате оптимизации геометрии в вакууме с использованием «негибридного» DFT-функционала PBEPBE
Рис. 4 - Геометрические параметры NaHDODNBF (длины связей и валентные углы), полученные в результате оптимизации геометрии в вакууме с использованием «негибридного» DFT-функционала wPBEhPBE
Таким образом, полученные данные указывают на достаточно хорошую сходимость с данными РСтА по длинам и углам связей “негибридного” обменно-корреляционного
функционала wPBEhPBE. Это позволит
использовать эти данные для дальнейших расчетов.
Авторы выражают благодарность д.х.н. проф. Л.М. Юсуповой за предоставление для работы натриевой соли диоксидинитробензофуроксана.
Литература
1. C.M. Silva, D.L. Silva, L.V. Modolo, R.B. Alves, M.A. Resende, C.V.B. Martins, A. Fatima, Journal of Advanced Research, 2, 1-8 (2011).
2. Газизова Е.И., Юсупова Л.М., Катаева О.Н. Вестник Каз. Технол. Ун-та, 6, 31-36 (2007).
3. Л.М. Юсупова, И.Ф. Фаляхов, ЖНХ, 48, 6, 937-946 (2003).
4. Е.И. Газизова, Р. А. Юсупов, Л.М. Юсупова, Вестник Каз. Технол. Ун-та, 3-4, 12-17 (2007)
5. Е.И. Газизова. Дисс. канд. хим. наук, Казанский государственный технологический университет, Казань, 2008. 131с.
6. M. J. Frisch, G. W. Trucks, H. B. Schlegel, G. E. Scuseria, M. A. Robb, J. R. Cheeseman, G. Scalmani, V. Barone, B. Mennucci, G. A. Petersson, H. Nakatsuji, M. Caricato, X. Li, H. P. Hratchian, A. F. Izmaylov, J. Bloino, G. Zheng, J. L. Sonnenberg, M. Hada, M. Ehara, K. Toyota, R. Fukuda, J. Hasegawa, M. Ishida, T. Nakajima, Y. Honda, O. Kitao, H. Nakai, T. Vreven, J. A. Montgomery, Jr., J. E. Peralta, F. Ogliaro, M. Bearpark, J. J. Heyd, E. Brothers, K. N. Kudin, V. N. Staroverov, T. Keith, R. Kobayashi, J. Normand, K. Raghavachari, A. Rendell, J. C. Burant, S. S. Iyengar, J. Tomasi, M. Cossi, N. Rega, J. M. Millam, M. Klene, J. E. Knox, J. B. Cross, V. Bakken, C. Adamo, J. Jaramillo, R. Gomperts, R. E. Stratmann, O. Yazyev, A. J. Austin, R. Cammi, C. Pomelli, J. W. Ochterski, R. L. Martin, K. Morokuma, V. G. Zakrzewski, G. A. Voth, P. Salvador, J. J. Dannenberg, S. Dapprich, A. D. Daniels, O. Farkas, J. B. Foresman, J. V. Ortiz, J. Cioslowski, and D. J. Fox, Gaussian 09, Revision B.01, Gaussian, Inc., Wallingford CT, 2010.
7. A. Schaefer, H. Horn, R. Ahlrichs, J. Chem. Phys., 97, 2571-2573 (1992).
8. A. Schaefer, C. Huber, R. Ahlrichs, J. Chem. Phys.,100, 5829-5829 (1994).
9. F. Eckert, A. Klamt, AIChE J. 48, 369-385(2002).
© Л. Р. Галимзянова - асп. каф. неорганической химии КНИТУ, [email protected]; Р. Р. Назмутдинов - д-р хим. наук, проф. каф. неорганической химии КНИТУ, [email protected]; Е. В. Гусева - канд. хим. наук, доцент каф. неорганической химии КНИТУ, [email protected]; А. М. Сайфутдинов - канд. хим. наук, ас. каф. неорганической химии КНИТУ, [email protected]; Т. Т. Зинкичева - канд. хим. наук, доцент каф. неорганической химии КНИТУ, [email protected].
S
