Estudo do efeito de diferentes substituintes no equilíbrio conformacional de acilatos de cis-3-hidroxi-cicloexila

• Autor(a) principal: Lima, Leonardo Viana das Chagas
• Data de Publicação: 2013
• Tipo de documento: Trabalho de conclusão de curso
• Idioma: por
• Título da fonte: Repositório Institucional da UTFPR (da Universidade Tecnológica Federal do Paraná (RIUT))
• Texto Completo: http://repositorio.utfpr.edu.br/jspui/handle/1/9080
• topic: Química; Análise conformacional; Ligações químicas; Ligação de hidrogênio; Conformational analysis; Chemical bonds; Hydrogen bonding

A química computacional há muito tempo já atingiu uma posição de competitividade com métodos experimentais, gerando diversos dados como arranjo geométrico e energias relativas, permitindo estudos de análise conformacional e da tão importante ligação de hidrogênio. O presente trabalho teve como objetivo o estudo da influência dos diferentes substituintes R = CF3, Cl, F, H, N(CH3)2, NH2, OCH3 e OH no equilíbrio conformacional diaxial-diequatorial de R-metanoatos de cis-3-hidroxi-cicloexila utilizando, através dos softwares Gaussian03, Gaussian09 e Gamess, os métodos teóricos: Teoria do Funcional da Densidade (DFT), utilizando os funcionais B3LYP e M06-2X; A Teoria de Perturbação Møller-Plesset de segunda ordem (MP2); A Teoria Quântica de Átomos em Moléculas (QTAIM); A análise dos Orbitais Naturais Ligantes (NBO); e Superfícies de Energia Potencial (PES). Entre os métodos utilizados, o DFT/M06-2X mostrou-se por meio de um estudo de calibração como o método mais apropriado, seguido do DFT/B3LYP, SCS-MP2 e MP2. Em estudos preliminares a correção das energias para as rotações internas e a aproximação de por ( ) não se mostraram adequadas ao presente estudo, sendo então descartadas. O estudo dos metanoatos de cis-3-hidroxi-cicloexila, molécula base do estudo, revelou que dentre os 36 rotâmeros estudados, os rotâmeros aa13 e ee14 se apresentaram como os mais estáveis para, respectivamente, as conformações diaxial e diequatorial, com um de -0,555 kcal/mol na conversão diequatorial-diaxial, e com a substituição do H22 por grupos doadores de densidade eletrônica (N(CH3)2, NH2, OCH3 e OH) por efeito indutivo, verificou-se um fortalecimento da LHI O20-H21...O17, com, em geral, favorecimento do confôrmero diaxial, baixando o da conversão a valores como -1,09 kcal/mol para OCH3, por outro lado a troca do H22 por substituintes retiradores de densidade eletrônica por efeito indutivo (CF3, Cl e F) enfraqueceu a LHI O20-H21...O17 gerando aumento no da conversão valores como -0,450 kcal/mol com CF3. O QTAIM em conjunto com o NBO provou ser um método muito simples e útil para a identificação e caracterização de ligações de hidrogênio intramoleculares.