Известно, что нынешний век характеризуется бурным развитием науки и техники. Особо нужна констатировать весомость проводимых научных исследований по химии а также, в решении сложных проблемы играет наиболее значимые роль развитие техники. В качестве примера можно привести применение компьютерных технологии в химии.
В настоящее время цель и задачи стоящее перед научных работ можно решать быстро и легко, а также плодотворно с применением информационной технологии. Одной из точных компьютерных программ который широко применяется в химии является программа HyperChem фирмы HyperCube Inc и программный пакет ChemOffice фирмы CambridgeSoft Co. Известно что, зная строение молекулы вещества можно предсказать их свойства, а также реакционная способность. С использованием программы HyperChem можно определить пространственную строение молекулы вещества, а также известные параметры который относится данному веществу.
Применяя компьютерную программу, сперва, надо привести правильную и точную строению молекулы изучаемого вещества.
После правильного и точного очертания строение молекулы вещества, с целью приближения к реальности выбирается функция геометрической оптимизации. После этого, со страницы главного меню, а также из панели инструментов выбирается относящие функции, их длины связи, валентные углы связей, направленность пространственной строений, распределение электронной плотности в молекуле, линейной и пространственной строений, а также многих других параметров.
В данной исследований использовано полуэмпирический метод MNDO программы HyperChem. Этот метод имеет наибольшее преимущества и удобство с точностью и близостью полученных практических результатов к теоретических расчетах. В качестве модельных веществ были взяты фенилацетилен, бутиловые и гептиловые спирты, а также их виниловые эфиры 1-фенил-2-бутилоксиэтилен и 1-фенил-2-гептилоксиэтилена. Были изучении общая энергия молекулы веществ, энергия образование, электронная энергия, теплота образования, энергия ядра, дипольный момент, заряд кислородного атома, распределения заряда в молекуле, 3D строения и распределения электронной плотности в молекуле и другие показатели. На основаниях полученных результатов можно сделать выводы о свойствах веществ, реакционные способности и др. По полученным результатом определена активные реакционные центры веществ. А также сделано заключение по направлению процесса и об образованных веществах.
Полученные вещества для теоретических расчетов фенилацетилен, бутиловые и гептиловые спирты, 1-фенил-2-бутилоксиэтилен и 1-фенил-2-гептилоксиэтилен, а также касающийся отдельные результаты приведены на 1-рис.
|
а) |
|
|
б) |
|
|
в) |
|
|
г) |
|
|
д) |
|
1-рис. Распределение зарядов и электронное плотности фенилацетилен (а), бутиловый спирт (б), гептиловый спирт (в), 1-фенил-2-бутилоксиэтилен (г) и 1-фенил-2-гептилоксиэтилена (д) (HyperChem 8).
Исходные вещества фенилацетилен, бутиловые и гептиловые спирты, а также полученные на основание реакции виниловые эфиры 1-фенил-2-бутилоксиэтилен и 1-фенил-2-гептилоксиэтиленов, значения зарядов, межатомные длины связи и распределение электронной плотности расчетные работы проведены по программе HyperChem 8 полуэмпирических методах MNDO3 и PM3. ИК-спектры исходных и синтезированных веществ преобразованы по программе Chem3D (2-рис.).
|
|
|
|
а) |
б) |
2-рис. ИК-спектры 1-фенил-2-бутилоксиэтилена (а) и 1-фенил-2-гептилоксиэтиленов (б).
Достоверность теоретических и практических данных сопоставлены. Для этого произведена реакция винилирования в присутствии фенилацетилена бутиловых и гептиловых спиртов гомогенно-каталитическим методом в сверхосновных системах (MeOH-ДMCO, MeOH-ДMФА). Реакция протекает по схеме:
где: R= -C4H9; -C7H15.
В качестве катализаторов использованы гидроксиды Li, Na и K. Причиной выбора этой системе является в реакция винилирования спиртов хорошо протекает щелочной среде. ДМСО, ДМФА и другие полярные растворители в щелочьях образует сверхосновние системы. Основность щелочи превышает до 7 раз.
Выявлено, что при сопоставлены результатов реакции фенилацетилена бутиловыми и гептиловыми спиртами с повышением молекулярная масса спиртов (количестве атомов в цепях) его реакционная способность понижается.
Для достижения максимального значения выхода продукта при получение виниловых эфиров на основе гептилового спирта требуется жесткое условие, чем с реакцией бутанолом. Данная явления характеризуется малоподвижностью молекулы гептанола чем бутанол (Броуновская движения), а также промежуточными трудностями.
Таким образом, изучены на основании свойств вещества и установленных реакционные способности с помощью компьютерных программы определены возможности синтеза на практике новых веществ.
Библиографический список
-
С.Э.Нурманов Моделирование процесса винилирования пиперидина. Химическая технология, контроль и управление. 2006, №5, -С.23-27.
-
J.Gioslowski Elekctronic structure calculations on fullerenes and Their Derivatives. New York: Oxford Univ. Press 1995.
-
Х.М.Вапоев, С.Э.Нурманов, Дж.Р.Умарова, Б.Ф.Мухиддинов Технологические параметры синтезов на основе бутин-1-ола-3. Химическая промышленность сегодня. 2009, №6. –С.12-16.