Análise conformacional do 1,3-butanodiol e de seus derivados através de cálculos teóricos

• Autor(a) principal: Karas, Lucas José
• Data de Publicação: 2015
• 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/1/9098
• topic: CNPQ::CIENCIAS EXATAS E DA TERRA::QUIMICA::QUIMICA ORGANICA; CNPQ::CIENCIAS EXATAS E DA TERRA::QUIMICA::FISICO-QUIMICA::QUIMICA TEORICA; Equações químicas; Ligação de hidrogênio; Análise conformacional; Química; Chemical equations; Hydrogen bonding; Conformational analysis; Chemistry

A química teórica é o ramo da química que tem como ferramenta principal as resoluções de teorias físicas e químicas através de cálculos computacionais, a resolução dessas teorias gera dados que complementam ou predizem a parte prática. Uma das virtudes da química teórica é predizer a estabilidade de compostos em determinadas conformações, a qual tornou-se uma das ferramentas mais utilizadas por químicos orgânicos, bioquímicos, entre outros. O estudo de conformações é denominado análise conformacional, a conformação de uma molécula afeta diversas propriedades e, portanto, o estudo destas conformações torna-se muito importante em vários âmbitos como, por exemplo, no estudo de sítios ativos de enzimas, conformações de proteínas, estabilidade de moléculas de interesse, etc. O presente trabalho apresenta o estudo da influência da ligação de hidrogênio intramolecular OH···O sobre os equilíbrios conformacionais do 3-R-butanol, onde R = OH, OCH3, OCH2CH3, OCH(CH3)2 e OC(CH3), para verificar o efeito do aumento do volume na força da ligação de hidrogênio intramolecular e consequentemente na estabilidade dos diferentes confôrmeros nestes equilíbrios conformacionais, através de cálculos teóricos. Foi utilizado para este estudo o software Gaussian09 com o método teórico DFT M06-2X/aug-cc-pVTZ para otimização das geometrias, o software AIMALL paraaplicação da Teoria Quântica de Átomos em Moléculas (QTAIM), a análise dos Orbitais Naturais Ligantes (NBO) e o estudo de Superfícies de Energia Potencial (SEP) em nível teórico M06-2X/aug-cc-pVTZ e 6-311g++(df,pd). Os resultados obtidos mostraram que para todos os compostos estudados as estruturas contendo ligação de hidrogênio Intramolecular são diretamente responsáveis pela estabilização dos compostos. Observou-se que o aumento do volume do grupo R = OH, OCH3, OCH2CH3, OCH(CH3)2 e OC(CH3) aumenta a interação de transferência de carga ηO2 → σ*O1-H1 (3,54; 3,70; 4,03; 3,99 e 4,23 kcal∙mol-1, respectivamente) devido ao aumento do efeito indutor. Além disso, apesar do aumento do efeito estérico com o aumento do volume do grupo R, as estruturas contendo LHI nos compostos com o grupo R mais volumoso apresentaram maior relevância para a estabilização do composto.