Квантовохимическая оценка протолитической способности ряда ОН-кислот ab initio-методами

Abstract

ОН-қышқылдар қатарының қышқылдық көрсеткіштері шамасының кванттық химиялық бағалауы жүргізілді. рКа шамасы қышқылдың бейтарап молекуласының жəне оның анионының толық энергиялары айырмасының, қышқылдың протонсыздану энергиясының есептеу негізінде бағаланды. Бөлшектердің толық энергияларының есептеулері Gaussian-2003 бағдарламасында STO-3G жəне 6-31G базистерінде аb initio əдістерімен жүргізілді. рКа қышқылдығының көрсеткіші есептеліп, тəжірибелік мəндер арасындағы жоғары дəлдік көрсетілген. рКа шамасының кванттық химиялық бағалауының жоғары дəлдігі аb initio əдісімен 6-31G кеңейтілген базисінде табылған. рКа шамасының кванттық химиялық бағалауының дəлдігімен қышқылдың протонсыздану энергиясының есептеу дəлдігі арасындағы тура байланыс туралы болжау жасалды. Қышқылдың протонсыздану энергиясын есептеу дəлдігін жоғарылату үшін есептеулерді аb initio əдістерімен максималды мүмкін базисте сольватацияны ескеріп өткізуі ұсынылған.

Quantum chemical estimation of the acidity rate for the model series of OH-acids is conducted. The value of pKa was estimated on the basis of calculating of the acid deprotonation energy ΔE as the difference between the total energies of the neutral acid molecule and its anion. Calculations of the particles total energy were performed in the program Gaussian-2003 by the STO-3G and 6-31G ab initio-methods. A high correlation between the computed and experimental pKa is shown. More accurate theoretical estimation of pKa values by using the extended 6-31G ab initio-method is considered. The assumption about a direct dependence between the accuracy of quantum-chemical evaluation of pKa values and the accuracy of the calculating acid deprotonation energy is made. To improve of the calculating accuracy of the acid deprotonation energy is proposed to calculate by ab initio-methods taking into account solvation in the best possible basis.