Estudo teórico do mecanismo de reação de semi-redução de 1,2-difenil acetileno catalisada por {(C5H4N)(C6H4)}RuCl(CO)(PPh3)2
Autor(a) principal: | |
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Data de Publicação: | 2022 |
Tipo de documento: | Dissertação |
Idioma: | por |
Título da fonte: | Biblioteca Digital de Teses e Dissertações da USP |
Texto Completo: | https://www.teses.usp.br/teses/disponiveis/75/75134/tde-18082022-085104/ |
Resumo: | Neste trabalho foi estudada a reação de semi-redução de 1,2-difenil acetileno usando o etanol, como doador de hidrogênios, e o complexo {(C5H4N)(C6H4)}RuCl(CO)(PPh3)2, como catalisador, para a formação do E-1,2-difenil alceno. O tratamento das estruturas eletrônicas foi feito nos níveis BB1K/cc-pVDZ(-PP) e BB1K/LANL2DZ. Os resultados sugerem a presença de duas estruturas não previstas na proposta inicial de mecanismo, uma das quais resolve o problema do impedimento estérico encontrado na etapa A → B, enquanto a outra ajuda a explicar o efeito da temperatura nos rendimentos e na seletividade. Ademais, este estudo indica que a etapa B → C é determinante para a velocidade da reação global. Por sua vez, a incorporação simultânea de correções para conjuntos de base, efeitos de dispersão e solvente sobre os cálculos leva à uma redução considerável da altura da barreira para a etapa determinante. Finalmente, via uma análise QTAIM, se percebe que há uma concentração significativa de carga eletrônica no hidrogênio da ligação Ru-H na estrutura C, que provavelmente desestabiliza este complexo, dentre outras coisas, enfraquecendo a ligação Ru-C do ligante bidentado (NC) também coordenado ao rutênio. Esta ligação Ru-H apresenta ainda características de interação entre espécies com camadas fechadas. |
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Estudo teórico do mecanismo de reação de semi-redução de 1,2-difenil acetileno catalisada por {(C5H4N)(C6H4)}RuCl(CO)(PPh3)2Theoretical study of the semi-reduction reaction mechanism of 1,2-diphenyl acetylene catalyzed by {(C5H4N)(C6H4)}RuCl(CO)(PPh3)2catálisecatalysisDFTDFTmecanismo de reaçãoQTAIMQTAIMreaction mechanismrutêniorutheniumNeste trabalho foi estudada a reação de semi-redução de 1,2-difenil acetileno usando o etanol, como doador de hidrogênios, e o complexo {(C5H4N)(C6H4)}RuCl(CO)(PPh3)2, como catalisador, para a formação do E-1,2-difenil alceno. O tratamento das estruturas eletrônicas foi feito nos níveis BB1K/cc-pVDZ(-PP) e BB1K/LANL2DZ. Os resultados sugerem a presença de duas estruturas não previstas na proposta inicial de mecanismo, uma das quais resolve o problema do impedimento estérico encontrado na etapa A → B, enquanto a outra ajuda a explicar o efeito da temperatura nos rendimentos e na seletividade. Ademais, este estudo indica que a etapa B → C é determinante para a velocidade da reação global. Por sua vez, a incorporação simultânea de correções para conjuntos de base, efeitos de dispersão e solvente sobre os cálculos leva à uma redução considerável da altura da barreira para a etapa determinante. Finalmente, via uma análise QTAIM, se percebe que há uma concentração significativa de carga eletrônica no hidrogênio da ligação Ru-H na estrutura C, que provavelmente desestabiliza este complexo, dentre outras coisas, enfraquecendo a ligação Ru-C do ligante bidentado (NC) também coordenado ao rutênio. Esta ligação Ru-H apresenta ainda características de interação entre espécies com camadas fechadas.The semi-reduction reaction of 1,2-diphenyl acetylene was studied for the formation of E- 1,2-diphenyl alkene by using ethanol, as a hydrogen donor, and the {(C5H4N)(C6H4)}RuCl (CO)(PPh3)2 complex, as catalyst. The treatment of electronic structures was done at the BB1K/cc-pVDZ(-PP) and BB1K/LANL2DZ levels. The results suggest the presence of two structures not suggested in the initial mechanism proposal, in which the first one solves the steric hindrance problem found in the A → B step, while the other helps to understand the effect of temperature over yields and selectivity. Furthermore, this study indicates that the B → C elementary process is the rate-determining step for the overall reaction. In addition, the simultaneous incorporation of basis set, dispersion and solvent corrections over the calculations provides a significantly lower barrier height for the rate-determining step. Finally, by using the QTAIM analysis, a significant concentration of electronic charge is noticed in the hydrogen atom of the Ru-H bond in the C structure, which probably destabilizes this complex, among other reasons, by weakening the Ru-C bond of the bidentate ligand (NC) also coordinated to ruthenium. This Ru-H bond also presents characteristics of closed-shell interaction.Biblioteca Digitais de Teses e Dissertações da USPHaiduke, Roberto Luiz AndradeCurichimba, Jeyson Esquivel2022-05-11info:eu-repo/semantics/publishedVersioninfo:eu-repo/semantics/masterThesisapplication/pdfhttps://www.teses.usp.br/teses/disponiveis/75/75134/tde-18082022-085104/reponame:Biblioteca Digital de Teses e Dissertações da USPinstname:Universidade de São Paulo (USP)instacron:USPLiberar o conteúdo para acesso público.info:eu-repo/semantics/openAccesspor2022-08-22T19:04:19Zoai:teses.usp.br:tde-18082022-085104Biblioteca Digital de Teses e Dissertaçõeshttp://www.teses.usp.br/PUBhttp://www.teses.usp.br/cgi-bin/mtd2br.plvirginia@if.usp.br|| atendimento@aguia.usp.br||virginia@if.usp.bropendoar:27212022-08-22T19:04:19Biblioteca Digital de Teses e Dissertações da USP - Universidade de São Paulo (USP)false |
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Neste trabalho foi estudada a reação de semi-redução de 1,2-difenil acetileno usando o etanol, como doador de hidrogênios, e o complexo {(C5H4N)(C6H4)}RuCl(CO)(PPh3)2, como catalisador, para a formação do E-1,2-difenil alceno. O tratamento das estruturas eletrônicas foi feito nos níveis BB1K/cc-pVDZ(-PP) e BB1K/LANL2DZ. Os resultados sugerem a presença de duas estruturas não previstas na proposta inicial de mecanismo, uma das quais resolve o problema do impedimento estérico encontrado na etapa A → B, enquanto a outra ajuda a explicar o efeito da temperatura nos rendimentos e na seletividade. Ademais, este estudo indica que a etapa B → C é determinante para a velocidade da reação global. Por sua vez, a incorporação simultânea de correções para conjuntos de base, efeitos de dispersão e solvente sobre os cálculos leva à uma redução considerável da altura da barreira para a etapa determinante. Finalmente, via uma análise QTAIM, se percebe que há uma concentração significativa de carga eletrônica no hidrogênio da ligação Ru-H na estrutura C, que provavelmente desestabiliza este complexo, dentre outras coisas, enfraquecendo a ligação Ru-C do ligante bidentado (NC) também coordenado ao rutênio. Esta ligação Ru-H apresenta ainda características de interação entre espécies com camadas fechadas. |
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