Revista de Ciencias Teóricas y Computacionales
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abstracto

Estudios computacionales de reacciones de cicloadición 1,3-dipolar [3 + 2] de fullereno-C60 con nitronas

Richard Tia, Jacob Amevor y Evans Adei

La solubilidad del fullereno-C60 mejora con la funcionalización. Las reacciones de cicloadición 1,3-dipolar [3+2] de fullereno-C60 con nitronas sustituidas, un método versátil para la funcionalización de fullereno, se investigaron en el nivel de teoría MO6/6-31G*//PM3 para dilucidar el efecto del electrón -sustituyentes liberadores (-CH3, -CH2CH3, -CH2CH2CH3, C6H5CH2) y sustituyentes atractores de electrones (-F, -Cl, -Br, -NC y -NO2) en la energía de la reacción; la regio y estereoselectividad de la mono y bis adición de nitronas; y descriptores de reactividad global de los sistemas moleculares para racionalizar y predecir su reactividad química y selectividad de sitio. Los resultados muestran que los grupos atractores de electrones en las nitronas aumentan la barrera de activación de la reacción, mientras que los grupos donadores de electrones disminuyen las barreras de activación. Sin embargo, los grupos atractores de electrones en las nitronas dan como resultado productos más estables en comparación con los grupos donadores de electrones. Se encontró que las reacciones con sustituyentes donantes de electrones en la nitrona son reacciones normales de demanda de electrones, con C60 como dipolarófilo y las nitronas sustituidas como dipolos, mientras que las reacciones con sustituyentes atractores de electrones en las nitronas son reacciones inversas de demanda de electrones. Los valores de dureza química muestran valores positivos mayores para aductos con sustituyentes atractores de electrones en la nitrona y valores negativos más pequeños para aductos con sustituyentes donadores de electrones en la nitrona, lo que confirma la tendencia de que las barreras de activación más grandes acompañan a las reacciones con sustituyentes aceptores de electrones en la nitrona. mientras que los sustituyentes donantes de electrones reducen las barreras de activación. Se encontró que las barreras de activación de la segunda adición de nitrona (formación de biaductos) eran más bajas que las barreras para la primera adición de nitrona (formación de monoaductos). Estereoquímicamente, se encontró que la bisadición sin es termodinámica y cinéticamente estable favorecida sobre la bisadición anti. Los sustituyentes donadores y atractores de electrones tienen un marcado efecto en la energía de la reacción.