Исследование структуры молекул азометинов и их реакционной способности в жидкофазном каталитическом гидрировании

Животягина, Светлана Николаевна

Исследование структуры молекул азометинов и их реакционной способности в жидкофазном каталитическом гидрировании тема автореферата и диссертации по химии, 02.00.03 ВАК РФ

Животягина, Светлана Николаевна АВТОР

кандидата химических наук УЧЕНАЯ СТЕПЕНЬ

Иваново МЕСТО ЗАЩИТЫ

2005 ГОД ЗАЩИТЫ

02.00.03 КОД ВАК РФ

Диссертация по химии на тему «Исследование структуры молекул азометинов и их реакционной способности в жидкофазном каталитическом гидрировании»

Автореферат диссертации на тему "Исследование структуры молекул азометинов и их реакционной способности в жидкофазном каталитическом гидрировании"

На правах рукописи

ЖИВОТЯГИНА Светлана Николаевна

ИССЛЕДОВАНИЕ СТРУКТУРЫ МОЛЕКУЛ АЗОМЕТИНОВ И ИХ РЕАКЦИОННОЙ СПОСОБНОСТИ В ЖИДКОФАЗНОМ КАТАЛИТИЧЕСКОМ ГИДРИРОВАНИИ

02.00.03 - органическая химия 02.00.04 - физическая химия

АВТОРЕФЕРАТ

диссертации на соискание ученой степени кандидата химических наук

Иваново - 2005

Работа выполнена на кафедре органической и биологической химии биолого-химического факультета Ивановского государственного университета.

Научный руководитель - доктор химических наук, профессор

Клюев Михаил Васильевич

Официальные оппоненты: доктор химических наук, доцент

Исляйкин Михаил Константинович, кандидат химических наук, Зданович Сергей Антонович

Ведущая организация - Ярославский государственный университет им. Г. П. Демидова.

Защита состоится «31» октября 2005 г. в 10 ч. на заседании диссертационного совета Д.212.063.01 при ГОУВПО "Ивановский государственный химико-технологический университет" по адресу: 153000, г. Иваново, пр. Ф. Энгельса, 7.

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке ГОУВПО "ИГХТУ" по адресу: г. Иваново, пр. Ф. Энгельса, 10.

Автореферат разослан сентября 2005г.

Ученый секретарь диссертационного совета доктор химических наук

ХЕЛЕВИНА О.Г.

-ч

А «г

ВВЕДЕНИЕ Актуальность работы

Азометины, или основания Шиффа, относятся к числу малоизученных соединений, однако, имеют довольно обширную область применения. Они служат исходным сырьем для производства ценных лекарственных препаратов, биологически активных веществ, жидких кристаллов, ингредиентов резиновых смесей и ингибиторов кислотной коррозии. Кроме того, восстановление азометинов приводит к образованию аминов разнообразного строения, которые в свою очередь относятся к числу важнейших продуктов общего и тонкого органического синтеза.

Применение квантово-химических методов исследования позволяет прогнозировать реакционную способность органических соединений без проведения эксперимента. Наибольшую значимость приобретают такие теоретические результаты, которые невозможно, крайне трудно или слишком дорого получить экспериментальными средствами. Цель работы

Целью настоящего исследования является изучение взаимосвязи между химической структурой азометинов (квантово-химическими параметрами молекул) и их реакционной способностью в жидкофазном каталитическом гидрировании. Научная новизна:

С применением полуэмпирических, квантово-химических методов исследования впервые:

- изучены и систематизированы особенности геометрического и электронного строения молекул 14 ароматических аминов, 6 алифатических альдегидов, фурфураля, 43 азометинов и 30 енаминов, построенных на их основе;

- проведено теоретическое изучение таутомерного равновесия азометин - енамин, показавшее, что в изученных условиях таутомеры находятся в эквимолекулярном соотношении;

- проведено моделирование влияния растворителя на процесс восстановления молекул азометинов с использованием супермолекулярного и континуального подходов, согласно которому изученные растворители ускоряют восстановление >С=М- связи, через увеличение эффективного суммарного заряда на ней.

Для сопоставления результатов квантово-химических расчетов с реакционной способностью молекул азометинов в жидкофазном

РОС НАЦИОНАЛЬНАЯ I

каталитическом гидрировании проведено жидкофазное каталитическое гидроаминирование ряда алифатических альдегидов ароматическими аминами, в двух растворителях (этанол, 2-пропанол), при температурах Т= 298К, 308К, 318К; 1 атм. Н2 , 0,05г Рб/С, содержание палладия 1 мас.%. Показано, что скорость восстановления >С=М- связи зависит от величины эффективного суммарного заряда на ней.

Практическая значимость работы:

Исследование строения молекул азометинов с помощью квантово-химических методов, и систематизация полученных данных позволяют прогнозировать скорость восстановления азометинов, не проводя кинетического эксперимента.

Полученные квантово-химические параметры изученных соединений могут быть использованы в качестве справочных данных. Апробация работы:

Результаты исследований были доложены и обсуждались на: Межвузовской научно-технической конференции "Молодые ученые -развитию текстильной и легкой промышленности" (Поиск 2003),( Иваново,2003г); Фестивале студентов, аспирантов и молодых ученых "Молодая наука в классическом университете"( Иваново, 2003г, 2004г, 2005г).; VI Российской конференции «Механизмы каталитических реакций» (Москва, 2002г);, I и П Школе -семинаре «Квантово-химические расчеты: структура и реакционная способность органических и неорганических молекул», (Иваново, 2003г, 2005г.); Научной конференции "Научно-исследовательская деятельность в классическом университете: теория, методология и практика ", (Иваново, 2003г, 2004г, 2005г.); Всероссийской научной конференции "Молодые женщины в науке", (Иваново, 2004г); IX Международной конференции "Проблемы сольватации и комплексообразования в растворах ", (Плес, Россия, 2004г.); Тезисы VIII молодежной научной школе-конференции по органической химии, (Казань, 2005г.); I Всероссийской школе-конференции «Молодые ученые - Новой России. Фундаментальные исследования в области химии и инновационная деятельность», (Иваново, 2005г.). Публикации:

Основное содержание диссертации опубликовано в 6 статьях и 13 тезисах докладов. Объем и структура работы:

Диссертация состоит из введения, обзора литературы,

экспериментальной части, обсуждения результатов, итогов работы, списка литературы и приложения. Работа изложена на 120 страницах машинописного текста, включая: 26 рисунков, 17 схем, 31 таблицу и приложение. Список литературы включает 176 наименований источников литературы отечественных и зарубежных авторов.

Основное содержание работы

Во введении сформулированы актуальность и цель диссертационной работы, приведена ее научная новизна и практическая значимость. Приведены сведения об апробации работы и публикациях.

В обзоре литературы освещены возможности современных квантово-химических методов расчетов в определении строения отдельных молекул, молекулярных ассоциатов или фрагментов твердых тел, а также описании механизмов химических реакций на молекулярном уровне.

Рассмотрены основные методы и условия синтеза аминов методом гидрогенизационного аминирования кислородсодержащих соединений азотсодержащими.

В экспериментальной части описаны квантово-химические методы исследования индивидуальных молекул и методы, учитывающие влияние растворителя, а также методики очистки реагентов, синтеза и активации катализатора, гидрогенизационного аминирования, хроматографического анализа реакционных смесей.

Обсуждение результатов состоит из шести разделов.

1.Исследование структуры молекул ароматических аминов и некоторых алифатических альдегидов

Дня изучения реакции образования азометинов, с помощью квантово-химических методов нами были изучены молекулы аминирующих агентов

(ароматических аминов) (табл. 1).

ВЗМО амина является п молекулярная орбиталь,

электронная плотность которой охватывает и атомы углерода Рис.1 Вид ВЗМО молекулы бензольного кольца и атом азота анилина

(рис. 1).

Для связи -N-0 - она носит

разрыхляющий характер, коэффициенты при ря атомной орбитали азота на ВЗМО приведены в табл.1. Введение алкильной группы в бензольное кольцо приводит к изменению вклада ря - орбитали атома азота в ВЗМО молекул замещенных анилинов. Он снижается по сравнению с молекулой анилина. Следует так же отметить, что заряд на атоме азота аминогруппы изменяется незначительно. В геометрических параметрах изменений не происходит.

Таблица 1

Энергетические, электронные и геометрические характеристики

№ Название соединения Бвзмо Енсмо ря(Ы) Геометрические параметры

1 Анилин -8,522 0,639 -0,325 0,508 г(С-М)=1,40А Г(Ы-Н)=0,99А 13,10°

2 о-Метил-анилин -8,435 0,600 -0,325 0,483 г(С-Ы)=1,40А Г(Ы-Н)=0,99А 12,93°

3 м-Метил-анилин -8,476 0,606 -0,327 0,485 г(С->0=1,40А г(Ы-Н)=0,99А ¿МНИ=113,02°

4 п-Метил-анилин -8,355 0,615 -0,325 0,465 г(С-Ы)= 1,40 А г(И-Н)=0,99А ¿ЫНК=112,98°

5 п-Этил-анилин -8,379 0,622 -0,326 0,468 Г(С-Ы)=1,40А Г(К-Н)=0,99А Z^ÍHN=112,99°

Так же были проведены квантово-химические расчеты молекул линейных и разветвленных алифатических альдегидов: гептаналя, октаналя, пропаналя, 2-этилбутаналя, 3-метилбутаналя, 2-метилпентаналя (табл.2). Значения эффективного отрицательного заряда на атоме углерода карбонильной группы в молекулах алифатических альдегидов отличаются незначительно. Вклады ря -орбитали атома углерода в НСМО молекул альдегидов почти одинаковы. Длины связей -С-Н и -С=0, в карбонильной группе остаются неизменными. Значения валентных углов для молекул линейного строения имеют близкие величины, для альдегидов разветвленного строения значения угла ZHCO незначительно отличаются. Разветвление углеродного скелета приводит к уменьшению энергии ВЗМО.

Реакции образования азометинов протекают при участии ВЗМО молекулы амина и НСМО молекулы альдегида.

Таблица2

Энергетические, электронные и геометрические

№ Название соединения Евзмо Енсмо Ч(С) ртг(С) Геометрические параметры

1 Гептаналь -10,574 0,869 0,183 0,781 г(С-Н)=1,ПА Г(С=0)=1,23А ¿НСО=121,41°

2 Октаналь -10,572 0,868 0,184 0,781 г(С-Н)=1,ПА Г(С=0)=1,23А ¿НСО=121,41°

3 Пропаналь -10,589 0,866 0,183 0,781 г(С-Н)=1,12А г(С=0)=1,23А ¿НСО=121,45°

4 2-Этилбутаналь -10,413 0,926 0,186 0,782 г(С-Н)=1,11А Г(С=0)=1,23А ¿НСО=121,21°

5 З-Метил-бутаналь -10,553 0,892 0,184 0,780 г(С-Н)=1,11А г(С=0)=1,23А ^НСО=121,37°

6 2-Метил-пентаналь -10,438 0,919 0,188 0,783 г(С-Н)=1,11А Г(С=0)=1,23А ^НСО=121,76°

Рис.2 Вид НСМО молекулы пропанапя

НСМО алифатических альдегидов, это к разрыхляющая молекулярная орбиталь,

локализованная на

карбонильном фрагменте (-С=0) (рис. 2). Коэффициенты при рл атомной орбитали углерода на НСМО также приведены в табл.2.

2. Анализ ВЗМО и НСМО реагирующих молекул

Первые стадии химического взаимодействия определяют, как правило, граничные орбитали реагирующих молекул. Энергетические параметры ВЗМО и НСМО реагирующих молекул позволяют говорить

о направлении изменения их реакционной способности по отношению к химическим превращениям. В зависимости от разности граничных орбиталей реагентов, реакции разделяют на имеющие зарядовый и орбитальный контроль. Оценить вклад зарядовых и орбитальных факторов в изменении полной энергии процесса можно с помощью уравнения (1), предложенного Клопманом :

АЕполн = -ЧгЧЛ^Е +А!5+ ЩС-С.-ДЭ,,)2 /(Еш*-Е„*) (1)

где АЕпдлн - изменение полной энергии при частичном образовании связи между атомом в молекулы электронодонора и атомом 1 молекулы электроноакцептора в растворителе с диэлектрической постоянной е; Сгт - коэффициент АО атома г в молекулярной орбитали ш молекулы нуклеофила; С," - коэффициент АО атома 8 в молекулярной орбитали п молекулы электрофила; Р„ - резонансный интеграл; Еш и Е„ - величины, характеризующие энергии молекулярных орбиталей ш и п в молекулах реагентов; и ч, - полные заряды атомов г и » в изолированных молекулах реагентов.

Орбитальную энергию взаимодействия молекул (Еорб.), при постоянстве зарядового и сольватационного членов внутри данной серии, можно рассчитать по формуле (2):

2 (СгСд/7„)2

^ ~ т—~гъ— (2)

^ взмо немо

где Сг2- вклад ря - орбитали атома азота в ВЗМО амина; С,2 - вклад ря - орбитали

атома углерода в НСМО альдегида; р2ге - резонансный интеграл; Евзмо - энергия высшей занятой молекулярной орбитали молекулы амина; ЕНсмо - энергия низшей свободной молекулярной орбитали молекулы альдегида.

Учитывая, что аминирующий агент внутри одной серии один и тот же, удобно приводить значения Еорб. в единицах р2гз> табл.3.

Таблица 3

Орбитальная составляющая энергии взаимодействия

Еорб.р2*10'г[эВ1

Взаимод. мол-лы Гепта -наль Окга-наль Пропа-наль 2-этил-бутаналь 3-метил-бутаналь 2-метил-пентаналь

Анилин 3,35 3,35 3,35 3,34 3,33 3,35

о-Метил-анилин 3,05 3,06 3,06 3,05 3,04 3,06

м-Метил-анилин 3,04 3,04 3,05 3,03 3,03 3,04

п-Метил-анилин 2,86 2,86 2,86 2,85 2,84 2,86

п-Этил-анилин 2,89 2,89 2,89 2,88 2,87 2,84

Сравнивая данные табл.3, можно сказать, что при изменении строения углеводородного скелета алифатических альдегидов значение орбитальной составляющей меняется незначительно. При изменении строения аминирующего агента орбитальная составляющая изменяется в следующей последовательности: аншин > о-метиланилин > м-метшаншин > п-этиланилин > п-метиланилин. Используя этот ряд можно предсказать реакционную способность аминов в реакции образования азометинов. Наибольшая энергия взаимодействия характерна для анилина, следовательно, анилин будет наиболее реакционноспособен, наименее реакционоспособным в данном случае будет п-метиланилин.

3. Влияние строения молекул азометинов на их квантово-химические параметры

В реакции гидроаминирования первичный амин взаимодействует с карбонильным соединением через образование азометина, который затем восстанавливается до вторичного амина. В случае реакций образования азометинов, полученных на основе амина и алифатического альдегида имеет место прототропная таутомерия. Для ряда рассматриваемых

субстратов впервые изучено таутомерное равновесие в системе азометин *-*■ енамин. Квантово-химическое исследование показало, что в реакционной массе таутомеры должны находиться в соотношении 1:1, но следует отметить, что на соотношение азометин : енамин очень влияет среда растворителя в котором протекает реакция. Енамины получаются с удовлетворительными выходами только в неполярных средах, поскольку в нашей работе рассматривается влияние полярных растворителей, то енаминная форма будет образовываться в незначительных количествах. Поэтому в рамках нашей работы дальнейшее изучение енаминной формы не проводилось.

Проведен расчет молекул азометинов, образующихся при взаимодействии первичного ароматического амина с исследуемыми альдегидами.

Распределение электронной плотности в молекулах азометинов с алифатическим фрагментом, свидетельствует о том, что имеется

Г ? jf"

А /| Л

иши енамнн

только один реакционный центр, т.к. максимум электронной плотности сосредоточен в области двойной связи -C=N- (рис.3).

Энергии ВЗМО и НСМО практически

одинаковы для всех субстратов. Заряды на реакционных центрах отличаются незначительно. Длина связи -C=N, практически не изменяется.

Торсионный угол между плоскостями бензольного и алифатического

фрагмента варьируется в области от 178,08 до 179,98. Угол выхода двойной связи из плоскости бензольного кольца составляет 34-40°. 4. Квантово-химическое моделирование влияния растворителя на процесс восстановления некоторых азометинов

Так как реакции гидроаминирования протекают в жидкой фазе, то было проведено моделирование влияния растворителя на процесс восстановления азометинов. Для этого методом AMI рассчитаны их аддукты с молекулами растворителей. В качестве растворителей взяты этанол и 2-пропанол, как наиболее часто используемые в эксперименте.

Наибольшее влияние на изменение квантово-химических характеристик молекул субстратов, оказывают молекулы растворителя, образующие с ним водородные связи. В связи с этим, нами рассчитаны аддукты субстратов с одной молекулой спирта.

Чтобы проследить тенденции в изменении зарядов на реакционных центрах молекул субстратов с увеличением количества молекул растворителя в сольватной оболочке, рассчитаны аддукты нескольких молекул азометинов (пропилиденанилина, пропилиден-о-метиланилина, пропилиден-п-этиланилина) с 2-3 молекулами растворителя.

Моделирование взаимодействия молекул субстрата с несколькими молекулами спирта проводили, учитывая распределение электронной плотности в изучаемой молекуле. Молекулы растворителя добавляли в расчетную систему так, чтобы они были расположены около реакционного центра субстрата (связи >C=N-), так

Рис.3. Распределение электронной плотности в молекуле пропилиден-о-метиланилина

как на ней сосредоточен максимум электронной плотности (рис.3). Результаты расчетов представлены в табл.4.

При введении молекулы растворителя изменяются электронные характеристики молекул субстратов. Эффективный суммарный заряд на имино- группе приобретает более отрицательное значение. Увеличение количества молекул растворителя в сольватной оболочке усиливает эту тенденцию (табл.4). Следует отметить, что в среде этилового спирта заряды на реакционном центре молекул азометинов имеют более отрицательные значения, чем в среде 2-пропанола.

Из литературы известно, что при активации на палладиевых кластерах водород приобретает положительный заряд. Поэтому можно предположить, что чем более отрицательное значение будет иметь заряд на реакционном центре, тем выше скорость гидрирования субстрата. По данным расчетов можно сказать, что в среде этилового спирта, гидрирование азометинов будет протекать с большей скоростью, чем в среде 2-пропанола, что и подтверждается экспериментально (см. раздел 6).

Проведено моделирование полной сольватной оболочки для некоторых молекул пропилиденанилинов (пропилиденанилина, пропилиден-о-метиланилина, пропилиден-п-этиланилина).

Рассчитанные характеристики изучаемых молекул, так же приведены в табл.4.

Сопоставляя квантово-химические расчеты изолированной молекулы с расчетами в растворителе, можно сказать, что в растворителе молекулы азометинов подвергаются дополнительной поляризации, заряд на реакционном центре субстрата увеличивается, причем приблизительно на одну и ту же величину для каждого субстрата.

5. Жидкофазное гидрирование некоторых фурфурилиденов

Проведено квантово-химическое изучение молекул азометинов, полученных на основе фурфураля, анилина и двенадцати его замещенных. Рассчитаны экспериментальные и геометрические характеристики указанных молекул. Проведено моделирование влияния растворителя (этанол или 2-пропанол) и получены квантово-химические параметры сольватированных фурфурилиденов. Оказалось, что введение растворителя приводит к большей поляризации изученных молекул и увеличению эффективного

Таблица 4

Квантово-химические характеристики изолированных молекул пропилиденанилинов и их параметры в окружении 1,2,3 молекул растворителя

Расчета методом AM1, программы Hyper Chem Расчеты методом AM I-SM1, программы AMSOL

Без растворителя 1 молекула 2 молекулы 3 молекулы

X X s i X в Характ-ки МОЛ-JÏ этанол 2-пропа-нол этанол 2-пропа-нол этанол 2-пропа-нол Изолированная мол-ла Мол-ла в окружении мол-л р-ля

Евзмо -9 082 -9.124 -9,152 -9,172 -9,241 -9,102 -9,172 -9,071 -9,438

§ q(N) -0.152 -0.171 -0.162 -0,181 -0,178 -0,184 -0,181 -0,149 -0,205

с а q(C) -0 141 -0.041 -0.045 -0,041 -0,040 -0,043 -0,040 -0,049 -0,038

с q(N=C) -0,201 -0.213 -0.211 -0,224 -0,221 -0,230 -0,226 -0,198 -0,243

R(N=C) 1.288 1.288 1.287 1,289 1,288 1,288 1,288 1,287 1,287

Евзмо -8,944 -8,965 -9.057 -9,139 -9,028 -8,993 -9,171 -8,946 -9,289

И С X q(N) -0,154 -0.166 -0.167 -0,178 -0,170 А189 -0,187 -0,148 -0,195

q(C) -0,047 -0.047 -0.044 -0,046 -0,051 -0,041 -0,039 -0,052 -0,047

= X о р q(N=C) -0 202 -0.212 -0.207 -0,222 -0,218 -0,227 -0,221 -0,200 -0,242

с S R(N=C) 1,288 1.288 1.287 1,288 1,288 1,289 1,288 1,288 1,288

, Евзмо -8,895 -9,001 -8.996 -8 903 -9,082 -8.913 -9,187 -8,864 -9,204

S * q(N) -0,151 -0.168 -0,167 -0,176 -0,168 -0,190 -0,185 -0,148 -0,204

g s 5 i q(C) -0,052 -0.047 -0,046 -0,049 -0,052 -0,041 -0,034 -0,053 -0,044

ë | q(N=C) -0,203 -0.215 -0,213 -0,225 -0,220 -0,231 -0,229 -0,202 -0,248

с s R(N=C) 1,288 1,288 1.288 1,289 1,288 1,288 1,288 1,288 1,288

1 отрицательного заряда на >С=М- связи фурфурилидена, причем

величина дополнительного заряда зависит как от природы растворителя, так и от строения фурфурилидена. Полученные результаты сопоставлены с экспериментальными данными по гидрированию фурфурилиденов в присутствии Рё/С. Показано, что скорость реакции увеличивается с ростом заряда на реакционном центре (связи >С=Ы~) фурфурилидена.

6. Гидрогенизационное амннирование алифатических альдегидов ароматическими аминами

Впервые изучено гидрогенизационное аминирование октаналя и пропаналя анилином, о-метиланилином и п- этил анилином, а также 2-этилбутаналя о-метиланилином и п- этил анилином . Реакции проводились в следующих условиях: 1ммоль амина, 3 ммоль альдегида; 10мл растворителя (этанол, 2-пропанол), Т=, 298К, 308К, 318К; 1 атм. Н2, 0,05г Р(1/С, содержание палладия 1 мас.%. Результаты эксперимента приведены в табл.5.

\ Таблица 5

Значения наблюдаемых констант скорости восстановительного амииирования октаналя, пропаналя, 2-этилбутаналя анилином, о-

метиланилином и п-этиланнлином в этаноле

№ Название азометина к^, моль/(л*с*г кат.)

Т=298 К Т=308 К Т=318 К

1 Октилиденанилн 160 255 418

2 Пропилидеианилин 185 270 456

3 2-Этилбутилиденанилин 246 339 (эксп.) 345 (расч.) 581

4 Октилиден-о-метиланилин 141 223 346

5 Пропилиден-о-метиланилин 163 250 375

6 2-Этилбутилиден-о-метилаяилин 206 310 496

7 Октилиден-п-этил анилин 245 291 561

8 Пропилиден-п-этиланилин 274 315 593

9 2-Этилбутилиден-п-этиланилин 353 386 695

Условия: 1 ммоль амина, 3 ммоль альдегида, 10мл этанола, 1 а™. Н2, 0,05г Рс1/С, содержание палладия 1 мас.%. Ошибка определения константы - 6%.

Сопоставление квантово-химических расчетов с результатами гидрирования, показало, что с ростом заряда на реакционном центре субстрата, значение эффективной константы скорости увеличивается (рис.4). Зависимость близка к линейной (г = 0,94±0,02) и описывается уравнением (3):

(-25,71 ± 3,67)Ч - (3,07 ± 0,78) (3).

Для проверки применимости полученного уравнения изучено жидкофазное гидрогенизационное аминирование 2-этилбутаналя анилином (табл.5, поз.З). Согласно расчету по уравнению 3, величина эффективной константы скорости реакции составила 345 (моль/(л*с*г кат.)), тогда как эксперимент дает 339 (моль/(л*с*г кат.)). Таким образом, расхождение рассчитанной и экспериментальной величины эффективной константы скорости реакции составило менее 3%, что ниже ошибки эксперимента.

Рис.4 Зависимость логарифма наблюдаемых констант скорости от суммарного заряда на реакционном центре изученных молекул (условия реакции и обозначение субстратов см. в табл.5, Т=308К)

Основные выводы

1. С применением полуэмпирических, квантово-химических методов исследования впервые изучены и систематизированы особенности геометрического и электронного строения молекул 14 ароматических аминов, 6 алифатических альдегидов, фурфураля, 43 азометинов и 30 енаминов построенных на их основе. Квантово-химическое изучение реакций образования азометинов, показало, что по мере сближения молекул альдегида и амина орбитальная составляющая будет вносить все больший вклад в энергию взаимодействия молекул, а зарядовая меньший, причем в реакциях участвуют ВЗМО амина и НСМО альдегида.

2. Проведено теоретическое изучение таутомерного равновесия азометин - енамин, показавшее, что в изученных условиях таутомеры находятся в эквимолекулярном соотношении.

3. Впервые проведено моделирование влияния растворителя на процесс восстановления молекул азометинов (супермолекулярный и континуальный подход). Тенденции изменения энергетических и электронных характеристик, полученных с использованием обоих подходов, носят одинаковое направление: и в том и в другом случае суммарный отрицательный заряд на реакционном центре молекул азометинов в среде растворителя увеличивается, по сравнению с изолированной системой.

4. Квантово-химическое изучение молекул азометинов показало, что скорость аминирования зависит от природы углеводородного скелета альдегида: альдегиды с разветвленным углеводородным скелетом аминируются легче, чем с линейным. Заместители в углеводородном радикале в а-положении по отношению к двойной связи приводят к увеличению суммарного заряда на реакционном центре и росту скорости гидроаминирования. Заместители в углеводородном скелете алкильного радикала в Р-положении по отношению к двойной связи и радикалы нормального строения не оказывают значительного влияния на величину суммарного заряда на реакционном центре и скорость процесса. Установлено, что введение электронодонорных групп в ароматическое кольцо амина увеличивает заряд на реакционном центре, что приводит к увеличению скорости реакции, а электроноакцепторные заместители, снижают величину суммарного заряда на имино- группе, замедляя восстановление молекул азометинов.

5. Сопоставление реакционной способности изучаемых субстратов в жидкофазном каталитическом гидрировании с результатами их квантово-химических расчетов показало возможность использования величины эффективного заряда на реакционном центре субстратов (>C=N- связи) (q) в качестве индекса реакционной способности. Получено уравнение, достаточно адекватно описывающее влияние эффективного заряда на скорость реакции. Проверка уравнения показала, что рассчитанное и экспериментальное значение эффективной константы скорости близки по своей величине. Это позволяет прогнозировать реакционную способность неизученных азометинов, не проводя эксперимент.

Основное содержание работы изложено в следующих публикациях:

1. Животягина С.Н., Волкова Т. Г., Клюев М. В.. Квантово-химическое моделирование взаимодействия ненасыщенных соединений с растворителями // Тез. докл. Межвузовской научно-технической конференции "Молодые ученые -развитию текстильной и легкой промышленности" Иваново, 2002.-С.282-283.

2. Клюев М.В., Волкова Т.Г., Лура Б.Б., Давыдова A.A., Животягина С.Н., Абдуллаев М.Г. Использование квантово-химических расчетов для изучения строения активных центров катализаторов и механизмов гидрирования // Тез. докл. VI Российской конференции «Механизмы каталитических реакций» Москва, 2002, -С. 178-179

3 Животягина С.Н., Волкова Т. Г., Клюев М. В.. Моделирование образования водородной связи в системе субстрат-растворитель В кн. "Квантово-химические расчеты: структура и реакционная способность органических и неорганических молекул." Иваново, 2003, - С.42-44.

4. Клюев М.В., Волкова Т.Г., Лура Б.Б., Давыдова A.A., Животягина С.Н.Абдуллаев М.Г. Квантово-химические расчеты для изучения строения активных центров катализаторов и механизма гидрирования. В кн. "Квантово-химические расчеты: структура и реакционная способность органических и неорганических молекул.", Иваново 2003г, -С.30-33.

5. Волкова Т. Г., Животягина С.Н., Клюев М. В.. Квантово-химический подход к изучению реакции образования азометинов // Тез. докл. Науч. конф. "Научно-исследовательская деятельность в классическом университете: теория, методология и практика Иваново, 2003г,-С.30-31.

6. Животягина С.Н.. Квантово-химическое изучение реакции образования (2-метилпропилиден) анилина // Тез. докл. науч. конф "Молодая наука в классическом университете", ИвГУ 2003г, - с. 15.

7. Животягина С.Н., Волкова Т. Г., Клюев М. В. Квантовохимическое изучение специфической сольватации субстратов в жидкофазном гидрировании // Известия вузов. Химия и химическая технология.-2004г., Т.47, Вып.9.- С 42 - 45.

8. Волкова Т. Г., Животягина С.Н., Клюев М. В., Jlypa Б.Б. Сопоставление результатов квантово-химических расчетов молекул фурфураля, ряда аминов и азометинов, полученных на их основе, с реакционной способностью C=N связи в гидрировании // Тез. докл. науч. конф. "Научно-исследовательская деятельность в классическом университете: теория, методология и практика ", Иваново,2004, -С 2627.

9. Животягина С.Н., Волкова Т. Г., Клюев М. В. Гидрирование азометинов: квантово-химическое моделирование влияния растворителя // Тез. докл. Всероссийской науч. конф. "Молодые женщины в науке", Иваново, 2004, -С. 221-222.

10. Животягина С.Н. Моделирование переходного состояния реакции взаимодействия фурфурола и анилина // Тез. докл. науч. конф. фестиваля студентов, аспирантов и молодых ученых "Молодая наука в классическом университете", Иваново, 2004,С.9-10.

11. Животягина С.Н., Волкова Т. Г., Клюев М. В., Jlypa Б.Б. Изучение реакционной способности азометинов, полученных на основе фурфураля, анилина и ряда его производных // Тез. докл. IX Международной конф. "Проблемы сольватации и комплексообразования в растворах ", Россия, Плес, 2004г, -С. 199.

12. Животягина С.Н., Волкова Т. Г., Клюев М. В., Абдуллаев М.Г., Jlypa Б.Б. Квантовохимическое моделирование жидкофазного гидрирования некоторых фурфурилиденов // Вестник ИвГУ, серия «Биология. Химия. Физика. Математика.», 2004г., Вып.З- С.62-66.

13. Кочетова Л.Б., Клюев М.В., Животягина С.Н., Абдуллаев М.Г. Квантовохимический подход к изучению реакции гидрогенизационного аминирования алифатических альдегидов пиридинкарбоновыми кислотами на палладиевых катализаторах // Тез. докл. науч. конф. "Научно-исследовательская деятельность в классическом университете: теория, методология и практика ", Иваново, 2005, -С.23-25.

14. Животягина С.Н., Магдапинова H.A., Теоретическое исследование молекул азометинов и таугомерных им енаминов, полученных на основе анилина, его производных и ряда алифатических альдегидов // Тез. докл. науч. конф "Молодая наука в классическом университете",.Иваново, 2005, -С.5.

15. Животягина С.Н., Клюев М. В., Волкова Т. Г., Магдалинова H.A. Взаимосвязь строения молекул некоторых азометинов с их электронными и геометрическими характеристиками // Тез. докл. П школы -семинара «Квантово-химические расчеты: структура и реакционная способность органических и неорганических молекул», Иваново, 2005, -С.73.

16. Животягина С.Н., Клюев М. В., Волкова Т. Г., Магдалинова H.A. Изучение взаимосвязи между химической структурой азометинов и их реакционной способностью // Тез. докл. УШ научной школы-конференции по органической химии, Казань, 2005,- С 35.

17. Магдалинова H.A., Корсаков A.C., Животягина С.Н., Клюев М. В., Гиричева Н.И. Квантово-химическое изучение геометрического строения молекул некоторых азометинов // Тез. докл. Юсероссийской школы-конференции «Молодые ученые - Новой России. Фундаментальные исследования в области химии и инновационная деятельность», Иваново, 2005г., -С 19.

18. Животягина С.Н., Клюев М. В., Волкова Т. Г. Квантово-химические параметры строения молекул некоторых азометинов // В кн. «Квантово-химические расчеты: структура и реакционная способность органических и неорганических молекул», Иваново, 2005г., -С.53-68.

19. .Животягина С.Н., Клюев М. В., Волкова Т. Г., Магдалинова H.A. Моделирование влияния растворителя на процесс восстановления прропилиденанилинов // Вестник ИвГУ, серия «Биология. Химия. Физика. Математика.», 2005г., Вып.З,- С. 24-29

Животягина Светлана Николаевна

Автореферат

диссертации на соискание ученой степени кандидата химических наук

Подписано в печать

Формат 60x84 1/16. Бумага писчая. Печать плоская.

Усл. печ. л. 1,16. Уч. - изд. л. 0,80. Тираж 100 экз.

Издательство «Ивановский Государственный Университет» 153025, Иваново, ул. Ермака, 39.

»17768

РНБ Русский фонд

2006-4 15938

Содержание диссертации автор исследовательской работы: кандидата химических наук, Животягина, Светлана Николаевна

Введение

Глава 1. Обзор литературы

1.1. Использование квантово-химических расчетов для объяснения 7 реакционной способности молекул

1.2 Синтез аминов методом гидрогенизационного аминирования кислородсодержащих соединений азотсодержащими

1.2.1 Гидроаминирование карбонильных соединений аммиаком и аминами

1.2.2 Гидроаминирование гетероциклических карбонильных 27 соединений

1.3. Квантово-химические расчеты молекул азометинов и других азотсодержащих соединений

Глава 2. Экспериментальная часть

2.1.1. Методы квантово-химических расчетов химических соединений

2.1.2. Методика квантово-химических расчетов

2.1.3. Методика квантово-химических расчетов для учета эффектов 40 растворителя

2.2.1. Очистка реагентов и растворителей

2.2.2. Синтез катализатора Рс1/С

2.2.3 Активация катализатора

2.2.4. Методика гидрогенизационного аминирования

2.2.5. Хроматографический анализ реакционных смесей

2.2.6. Формулы для расчета константы скорости гидрогенизационного 46 аминирования

Глава 3. Результаты и обсуждение

3.1.Исследование структуры молекул ароматических аминов и некоторых алифатических альдегидов

3.1.1. Исследование строения молекул анилина и его 48 алкилзамещенных производных

3.1.2. Исследование строения молекул алифатических альдегидов

3.1.3. Анализ ВЗМО и НСМО реагирующих молекул

3.2. Влияние строения молекул азометинов на их квантово- 60 химические параметры

3.2.1 .Теоретическое изучение таутомерных превращений имин-енамин

3.2.2 Влияния алкильного фрагмента альдегида и заместителя в бензольном кольце амина на квантово-химические характеристики молекул азометинов

3.3 Квантово-химическое моделирование влияния растворителя на 72 процесс восстановления некоторых азометинов

3.4. Квантово-химическое моделирование жидкофазного гидрирования некоторых фурфурилиденов

3.3.1 Гидрогенизационное аминирование алифатических альдегидов 92 ароматическими аминами

Введение диссертация по химии, на тему "Исследование структуры молекул азометинов и их реакционной способности в жидкофазном каталитическом гидрировании"

С применением полуэмпирических, квантово-химических методов исследования впервые:

- проведено теоретическое изучение таутомерного равновесия азометин — енамин, показавшее, что в изученных условиях таутомеры находятся в эквимолекулярном соотношении;

- проведено моделирование влияния растворителя на процесс восстановления молекул азометинов с использованием супермолекулярного и континуального подходов, согласно которому изученные растворители ускоряют восстановление >С=Ы- связи, через увеличение эффективного суммарного заряда на ней.

Для сопоставления результатов квантово-химических расчетов с реакционной способностью молекул азометинов в жидкофазном каталитическом гидрировании проведено жидкофазное каталитическое гидроаминирование ряда алифатических альдегидов ароматическими аминами, в двух растворителях (этанол, 2-пропанол), при температурах Т= 298К, 308К, 318К; 1 атм. Н2 , 0,05г Рс1/С, содержание палладия 1 мас.%. Показано, что скорость восстановления >С=1^- связи зависит от величины эффективного суммарного заряда на ней. Практическая значимость работы:

Результаты исследований были доложены и обсуждались на: Межвузовской научно-технической конференции "Молодые ученые - развитию текстильной и легкой промышленности" (Поиск 2003),( Иваново,2003г); Фестивале студентов, аспирантов и молодых ученых "Молодая наука в классическом университете"( Иваново, 2003г, 2004г, 2005г).; VI Российской конференции «Механизмы каталитических реакций» (Москва, 2002г);, I и II Школе -семинаре «Квантово-химические расчеты: структура и реакционная способность органических и неорганических молекул», (Иваново, 2003г, 2005г.); Научной конференции "Научно-исследовательская деятельность в классическом университете: теория, методология и практика ", (Иваново, 2003г, 2004г, 2005г.); Всероссийской научной конференции "Молодые женщины в науке", (Иваново, 2004г); IX Международной конференции "Проблемы 5 сольватации и комплексообразования в растворах (Плес, Россия, 2004г.); Тезисы VIII молодежной научной школе-конференции по органической химии, (Казань, 2005г.); I Всероссийской школе-конференции «Молодые ученые -Новой России. Фундаментальные исследования в области химии и инновационная деятельность», (Иваново, 2005г.). Публикации:

Основное содержание диссертации опубликовано в 6 статьях и 13 тезисах докладов.

Объем и структура работы:

Диссертация состоит из введения, обзора литературы, экспериментальной части, обсуждения результатов, итогов работы, списка литературы и приложения. Работа изложена на 120 страницах машинописного текста, включая: 26 рисунков, 17 схем, 31 таблицу и приложение. Список литературы включает 176 наименований источников литературы отечественных и зарубежных авторов.

Заключение диссертации по теме "Органическая химия"

Основные выводы

2. Проведено теоретическое изучение таутомерного равновесия азометин — енамин, показавшее, что в изученных условиях таутомеры находятся в эквимолекулярном соотношении.

Установлено, что введение электронодонорных групп в ароматическое кольцо амина увеличивает заряд на реакционном центре, что приводит к увеличению скорости реакции, а электроноакцепторные заместители, снижают величину суммарного заряда на имино- группе, замедляя восстановление молекул азометинов.

5. Сопоставление реакционной способности изучаемых субстратов в жидкофазном каталитическом гидрировании с результатами их квантово-химических расчетов показало возможность использования величины эффективного заряда на реакционном центре субстратов (>С=М- связи) в качестве индекса реакционной способности. Получено уравнение, достаточно адекватно описывающее влияние эффективного заряда на скорость реакции. Проверка уравнения показала, что рассчитанное и экспериментальное значение эффективной константы скорости близки по своей величине. Это позволяет прогнозировать реакционную способность неизученных азометинов, не проводя эксперимент.

Список источников диссертации и автореферата по химии, кандидата химических наук, Животягина, Светлана Николаевна, Иваново

1. Жидомиров Г.М., Багатурьянц A.A., Абронин И.А. Прикладная квантовая химия. - М.: Химия, 1979. - 295 с.

2. Щембелов Г.А., Устынюк Ю.А., Мамаев В.М. и др. Квантовохимические методы расчета молекул. М.: Химия, 1980. - 256 с.

3. Минкин В.И., Симкин Б.Я., Миняев P.M. Квантовая химия органических соединений. Механизмы реакций. М.: Химия, 1986. - 248 с.

4. Мак-Вини Р., Сатклиор Б. Квантовая механика молекул.- М.: Мир, 1972.

5. Hoffman R. An extended Huckel theory. I.Hydrocarbons //J.Chem.Phys.-1963.-V.39.-P.1397.

6. Slater J.C. Suggestions from solid state theory regarding molecular calculations//J.Chem.Phys.-1965.-V.43, № 10.- Part 2.-P.228.

7. Johnson K.H. "Multiple-scattering" model for polyatomic molecules // J.Chém.Phys.-1966.- V.45.- P.3085.

8. Теория хемосорбции / Под ред. Д.Ф.Смита.- М.: Мир, 1983.- 342 с.

9. Ясинский O.A., Русаков А.И., Плахтинский В.В., Миронов Г.С. Ароматическое замещение нитрогруппы фенолятами и влияние строения субстрата на скорость реакции //Изв.вузов. Химия и хим.технол.- 1988.-Т.31., №2.- С.23.

10. Ясинский O.A., Русаков А.И., Казин В.Н., Плахтинский В.В. Нуклеофилыюе замещение хлора и нитрогруппы в ряду дибензтиофен-5,5-диоксида //Изв. вузов. Химия и хим.технол.-1989.- Т.32., № 9.- С.31.

11. Островский В.А., Ерусалимский Г.В., Щербинин М.Б. Исследование пятичленных азотосодержащих гетероциклов методами квантовой химии // Журн.орган.химии.-1993 .-Т.29., вып.7.- С. 1297.

12. Головерда Г.З., Хинный В.А., Проходенко В.Д. Кинетика и механизм взаимодействия 2,4,6-три-третбутил-феноксильного радикала с замещенными хинонами// Теор. и экспер.химия.-1990.-Т.26., вып.2.- С.163.

13. Лящук С.И., Скрыпник Ю.Г., Безродный В.П. Исследование структуры, стабильности и путей образования сульфенов и сульфониламинов методом МПДП//Журн.орган.химии.-1997.- Т.ЗЗ., вып.7.- С. 1032.

14. Shigeyoshi S., Masami I. Oxidative addition reactions of saturated Si-X bonds (X = H, F, С or Si) to Pt (PH3)2. An ab initio MO / MP4 study // J. Amer. Soc. -1993. V.l 15., № 6. - P.2373.

15. Fantucci P., Lolli S., Pizzotti M. Electronic structure and reactiviti of dioxygen-platinum complexes: ab initio MO LCAO study // Inorg.Chem.- 1994.-V.33., №13.- P.2779.

16. Пашин И.В., Иванова Ю.Б., Шейнин В.Б., Березин Б.Д. Теоретическое исследование электронных эффектов заместителей в ряду л-производных бензойной кислоты // Изв. вузов. Химия и хим.технол.- 1997.- Т.40., №5.-С.42.

17. Шагун В.А., Тимохина JI.B., Панова Г.М. Квантово химическое исследование возможных структурных преобразований в 3 - метилтио - 3 -фенил-2-пропентиале // Изв.АН. Сер.Хим. - 1997. - №7.- С. 1273.

18. Bhide В.Н., Prabhu V.G., Ray A. CNDO/2 treatment of proton abstraction step in aromatic lithiation reaction // Proc.Indian Acad. Sci.Chem. Sci.- 1992.- V.l04., №3.- P.425.

19. Dewar M.J.S., Rzepa H.S. Gaseous ions. MINDO/3 calculations for some simple organic cations and for their hydrogen elimination reactions // J.Am.Chem.Soc.-1977.- V.100., №23. P.7432.

20. Славинская P.A., Габдрахимов B.3., Юлдашева Г.А. Электронное строение и тс-донорные свойства дикарбоксивиниламинов и 3-метоксикарбонил-4-амино-3,4-дегидро-у-бутиролактона // ЖОрХ.- 1993,-Т.63., №1. С. 156.

21. Rzepa H.S. MNDO SCF-MO calculations of kinetic isotope effects fordehydrochlorination reactions of chloroalkanes // J.Chem.Soc.Chem.Commun.-1981.-Ш8.-Р.939.

22. Aviyente V., Varnali T. Structures and reactions of proton bound hydrazine clusters // Eur. Rez. Conf., San Feliu de Guixols, 8-13 Sept. 1994.- P.l.

23. Крупнов Б.В., Розен A.M. Квантово-химическое исследование комплексообразования триалкилфосфатов с хлороформом // Журн.физ.химии.-1995. Т.69., №9.- С. 1706.

24. Kondo S., Tokuhashi К., Nagai Н. and other. Ab initio energetic calculations of elementary reactions relevant to low-temperature silane oxidation by Gaussian-2 // J.Phys.Chem.- 1997.-V.101., №34.-P.6015.

25. Бычков Н.Н., Дружинин С.И., Ужинов Б.М., Степанов Б.И. Изучение реакционной способности 4,4'-бис(диметиламино)ди-фенилметана в реакции гидридного перемещения с трифенилкарбо-катионом методом МЧПДП/3 //Журн.орган.химии.-1989.-Т.25., № 7.- С.1473.

26. Клопман Г. Общая теория возмущений и ее применение к химической реакционной способности.- В сб.: Реакционная способность и пути реакций / Под ред. Г.Клопмана.- Пер. с англ. М.: Мир, 1977. 384 с.

27. Болотин А.Б., Пипирайте П.П., Ружене А.Ю., Симаненкова Л.Б. Структура и реакционная способность полисульфидов бензтиазолилтиона -2 //Теор. и экспер.химия,- 1990.-Т.26., вып.1.-С.73.

28. Козак Н.В., Низильский Ю.Н. Квантово-химический анализ реакционной способности димеров метанола при их взаимодействии с изоцианатами //Теор. и экспер.химия.- 1990.-Т.26., Вып.3.-С.345.

29. Нестеренко A.M., Тарасевич А.С., Полумбрик О.М. Теоретическое изучение влияния заместителей на реакционную способность свободных радикалов. II. Димеризация тиофенильных радикалов // Журн.орган.химии.-1985.-Т.21., вып.9.-С.1832.

30. Васильева Н.В., Стариченко В.Ф., Коптюг В.А., Камаров В.Я., Волынцев

31. Н.Ф., Самарцева И.В., Ионии Б.М. Анализ направления алкилирования оксооксазинов, замещенных оксабензооксазинов и их азотистых аналогов квантово-химическими методами (ППДП, ЧПДП) // Журн.орган.химии,-1985.-Т.21., вып.11.-С.2445.

32. Панкратов А.Н. Электроноакцепторные свойства заместителей в ароматических молекулах //Журнал общей химии.-1988.-Т.58., №12.- С.2780.

33. Панкратов А.Н. Направления гомолитической димеризации органических соединений //Саратовский университет.- Саратов.- 1991.- 216 с.

34. Панкратов А.Н. Направления некоторых реакций ароматических и гетероциклических соединений: рассмотрение в приближении локализации //Изв.вузов. Химия и хим.технол.-1994.-Т.37., №2.- С.56.

35. Dannenberg J.J., Rocklin D. A theoretical study of the mechanism of the thermal decomposition of azoalkanes and 1,1-diazenes // J.Org.Chem.- 1982.-V.47., P.4529.

36. Саяхов Р.Д., Галкин В.И., Черкасов P.A. Исследование пространственных аспектов механизма реакции Вильямсона // Всероссийская конференция по теоретической химии, Казань, 6-9 октября 1997. Тезисы докладов.-. Казань. 1997.- С.81.

37. Беленький Л.И., Чувылкин Н.Д. Кваитово-химическое исследование механизмов электрофильного замещения в ряду азолов // Всероссийская конференция по теоретической химии, Казань, 6-9 октября 1997. Тезисы докладов.- Казань. 1997.- С.44.

38. Немухин А.В.,Григоренко Б.Л., Князева М.А. Моделирование реакции глютатиона с гидроксиметильным радикалом в воде комбинированными методами квантовой и молекулярной механики // Журн. Физич.химии 2004,Т.78, №6,с.1028.

39. Исляйкин М.К., Данилова Е.А., Ягодарова Л.Д. Синтез и особенности гетероаннулена на основе 1,3,4-тиадиазола и 5-трет-бутилизоиндола // Изв.высших учебных заведений. Химия и хим. технология, 2003. Т.46, с.З.

40. Лазарев И.М., Ратовский Г.В., Бродская Э.И., Лазарева Н.Ф. Неэмпирическое изучение структуры и колебательного спектра М-метил-Ы-(трифтормилилметил)ацетамида // ЖОХ, 2004. Т.74, вып.1, с.74.

41. Ситанов C.B., Разговоров П.Б., Козлов В.А. Характер взаимодействий между восковыми веществами, содержащимися в растительных маслах // Изв.высших учебных заведений. Химия и хим. технология, 2002. Т.45, вып. 6, с. 50.

42. Щеголев Б.Ф., Кочина Т.А. Неэмпирическое исследование равновесной геометрии и электронного строения ряда аминов и их кремнийорганических аналогов, а также особенностей их взаимодействия с метил-катионом // Журн. Орг. химии, 2000. Т. 36, вып. 7, с. 988.

43. Фадеев М.А., Озерин А,Н. Изучение межмолекулярных и внутримолекулярных взаимодействий в функциональных полигидроксикарбосилановых дендримерах методами молекулярного моделирования // Высокомолекулярные соединения, сер.А, 2000. Т. 42, №4, с.641.

44. Рогачевский И.В., Щеголев Б.Ф., Плахова В. Б. Особенности электронного строения и биологическая активность пиразина и его алкилзамещенных производных по данным квантовохимических расчетов // ЖОХ, 2000. т. 70, вып. 10, с. 1743.

45. Федотов А.Н., Симонов А.П. Квантово-химическое исследование взаимодействия диоксида углерода с ацетонитрилом, формальдегидом и этиленом //Журн. Физич.химии 1999. Т.73, №10,с.1852.

46. Солкан В.Н., Шевелев С.А. Изучение методом MNDO РМЗ механизма нуклеофильного замещения нитрогруппы в 1,3,5 - тринитробензоле и 2,4,6 -тринитротолуоле феноксид-ионом в газовой фазе и полярном растворителе // Изв. АН. Сер.Хим.-1995,- №4.- С.624.

47. Антипин И.С., Мушкин В.Б., Коновалов А.И. Квантово-химическая модель описания сольватационного эффекта в реакциях переноса протона. Предсказание кислотности органических соединений в газовой фазе // Журн.орган.химии. -1997. т.ЗЗ., вып.7. - С. 1015.

48. Травень В.Ф. Электронная структура и свойства органических молекул.-М.: Химия, 1989.-384 с.

49. Anders В., Zerner М.С. INDO molecular dynamics simulations of solventsolute interactions // Int. Workshop Electron. Struct. Meth. Truly Large Syst.: Moving Front. Quantum Chem., Braunlage, 1-7 Aug. 1994. P.3.

50. Нгуен Дык Хьен. Теоретическое исследование структуры анион радикалов полинитроароматических соединений и факторов, влияющих на региоселективность их протонирования. Дис. .канд.хим.наук.-Ярославль.-1999.-94 с.

51. Смирнов В.В., Зык Н.В., Сосошок С.Е., Вацадзе С.З. Квантово-хиическое исследование моно- и полигалогенидов фенилдиазония полуэмпирическим методом РМЗ .// Журн. общ. химии. 1999. - Т.69. Вып.З.- С.491 - 496.

52. Линко Р.В., Солдаткина В.А., Зайцев Б.Е., Сокол В.И., Давыдов В.В., Влияние природы растворителя и числа электрофильных заместителей в молекуле на гидратацию нитропроизводных 9,10 фенантренхинона. // Изв. Акад. Наук. - 1999.- №4. - С.738 - 742.

53. Cramer C.J., Truhlar D.J. Solvent Effects and Chemical Reactivity (Continuum solvation models). //Understanding Chem.React., 1996, 17, p. 1-80.

54. Cramer C.J., Truhlar D.J General parametrized SCF model for free energies of solvation in aqueous solution. //J.Am. Chem. Soc., 1991, 133 (22), p. 8305-8311.

55. Cramer C.J., Truhlar D.J AM1-SM2 and PM3-SM3 parameterized SCF solvation models for free energies in aqueous solution. // J. Comput. Aided Mol. Des., 1992, 6(6), p. 629-666.

56. Cramer C.J., Truhlar D.J Correlation and solvation effects on heterocyclic in aqueous solution. //J. Am. Chem. Soc., 1993,115(19), p 8810-8817.

57. Cramer C.J., Truhlar D.J Quantum Chemical Conformational Analysis of glucose in aqueous solution. //J.Am. Chem. Soc., 1993,115(13), p. 5745-5753.

58. Barrows S. E., Cramer C.J., Truhlar D.J., Elovitz M.S., Weber E. J. Factors Conrolling Redioselectivity in the Reduction of Polynitroaromatics in Aqueous Solution.//Environ. Sci. Technol., 1996, 30(10),p. 3028-3038.

59. Urban J.J., Cramer C.J., Famini G.R. A Computational Study of Solvent Effects on the Conformation of Dopamine.//J. Am. Chem. Soc., 1992,114, p.8226-8231.

60. Орлов В.10.,Котов Л.Д., Русаков А.И., Бегунов P.C., Нгуен Д.Хьен Квантово-хнмическое моделирование влияния среды на структуру анион-радикалов несимметричных динитробензолов // Изв. Вузов. Химия и хим. Технология. 2001. Т. 44. Вып. 1. -С. 127-131.

61. Вокин А.И., Шулунова А.М., Аксаментова Т. Н., Еськова JI.A., Елохина

62. B. Н., Лопырев В. А., Турчанинов В.К. Сопоставление эмпирического и теоретического подходов к описанию сольватохромии при неспецифической сольватации нитропиразолов. // Журн. общ. химии. 2001. Т.71. Вып.1.1. C.150 156.

63. Вокин А.И., Шулунова А.М., Лопырев В.А., Комарова Т.Н., Турчанинов В.К. Сольватохромия гетероароматических соединений. // Журн. общ. химии. 1999. Т. 69. Вып. 9. - С. 1550- 1560.

64. Королев Г.В., Ильин А.А., Чебунин Р.В., Соловьев М.Е., Могилевич М.М. Расчет энергий межмолекулярного взаимодействия органических соединений методом молекулярной механики // Журн. Химия и химическая технология.-2001.Т.44. Вып.6. -С.6-10.

65. Волкова Л.Ю., Габдракипов В.З., Вязниковцева О.В. Влияние электронного строения бензонитрилов на их реакционную способность при гидрировании на никелевом катализаторе //Изв. АН Казах.ССР. Сер.хим.-1990.- № 5. С.22.

66. Клюев М.В. Каталитический синтез аминов гидрированием и гидроаминированием. Дисс. докт. хим. наук. М., 1991. - 368 с.

67. Клюев М.В., Хидекель М.Л. Каталитическое аминирование спиртов, альдегидов и кетонов // Усп. химии. 1980. Т. 49. Вып. 1. С. 28-53.

68. Stratz А.М. The hydrogénation of aromatic nitro compouds to aromatic aminés // Catal. Org. React. Proc. 9-th Conf. Charleston S.C., Apr. 26-28, 1982, New-Yorch, Basel, 1984. P. 335-375.

69. Козлов H.С., Тарасевич B.A., Козинцев С.И. // Докл. А.Н.СССР. Сер.хим.-1980.-Т.252.-С.1132.

70. Козлов Н.Г., Терешко А.Б., Басалаева Л.И., Тарасевич В.А. Совместный синтез третичных несимметричных и симметричных аминов алифатического ряда//ЖОХ. 1998. Т. 68, №7. С. 1148-1151.

71. Агафонов Н.Е., Дудин A.B., Преображенский A.A., Жулин В.М. Алкилирование азометинов при высоком давлении. Сообщение 1. Синтез N-моноалкиланилинов // Изв. АН. Сер. химическая. 1999. № 5. С. 1014-1016.

72. Тарасевич В.А., Козлов Н.Г. Восстановительное аминирование кислородсодержащих органических соединений // Усп. химии. 1999. Т. 68, № 1.С. 61-79.

73. Пат. 1327342 СССР. Катализатор для алкилирования анилина метанолом или этанолом / Глазырин И.М., Каменева О.В., Глазырин О.И., Михайлова P.E. Заявл. 8.7.85. Опубл. 15.12.94. Бюл. № 23 (МКИ5 В 01 j 23/76, С 07 с 211/46. №3924324/04)

74. Козинцев С.И., Терешко А.Б., Бутавская Г.В. и др. О механизме гидроаминирования спиртов и карбонильных соединений нитрилами // Докл. АН ССР.1990. Т. 313, № 3. С. 637-641.

75. Смаева Т.П., Якушкин М.И., Акулова Н.Г. и др. Восстановительное аминирование изомасляного альдегида в изобутиламины в присутствии различных катализаторов // Журн. прикладной химии. 1982. Т. 55, № 5. С. 1122-1126.

76. Freifelder M. Practical Catalytic Hydrogénation, wiley and sons, N.Y. 1970, P. 333.

77. Wilms H. Methoden der organischen Chemie, Bd 11/1, Verlag, Stuttgart, 1957. S. 611.

78. Мирзоян B.JI., Матвеев Ю.А., Лопастинская B.H. Электрокаталитическое восстановительное аминирование алифатических кетонов // Тр. Хим. металлург, ин-та АН КазССР. 1973. Т. 20. С.75-81.

79. Пат. 219094 ЧССР. N-Sec-alkyl-N'-phenyl-p-phenylenediamines / J. Pasek and other. Заявл. 17.09.81. Опубл. 15.07.85. (Cl С 07 С 85/08)

80. Пат. 223413 ЧССР. Copper chromicum catalyst for N-phenyl-NMsopropyl-p-phenylenediamine production / J. Uhlar and other/ Заявл. 11.06.81. Опубл. 15.03.86. (Cl В 01 j 23/72)

81. Пат. 2153792 ФРГ; H. Fiehtiger et. а1.(РЖХ,1978, 1H60)

82. Клигер Г.А., Шуйкин А.Н., Глебов Л.С., Марчевская Э.В., Заикин В.Г., Локтев С.М. Синтез азотсодержащих гетероциклов на железном катализаторе. //Нефтехимия, 1991.т.31,с.503.93. Пат. 4116117 ФРГ

83. Белов В.В., Романовская Л.Г., Стощенко В.Д., Копейкина С.Б., Сула Л.И.

84. Пат. 3350449 США 4,4,-Diamino-N-methyl-diphenylamynes / Wheeler L.E. (США); Uniroyal Inc. (США).- № 311315. Заявл. 25.09.63.; Опубл. 31.10.67. НКИ 260-576.

85. Заявка 5781444 Яп. Способ получения N-алкилированных ароматических аминов / Аюсава Тадаси, Накадзима Масахито (Яп.); Мицубиси юка к.к. (Яп.).- № 55-157095. Заявл. 10.11.80.; Опубл. 21.05.82. МКИ С 07 С 101/48, С 07 С 85/08.

86. Заявка 2048866 Англ. Long Chain Amine derivates / В. Ch. Hauson, B.E.Q. Smith (Англ.); Imperial Chemical Ind. Ltd (Англ.).- № 8012788. Заявл. 18.04.80.; Опубл. 17.12.80. МКИ С 07 С 87/127.

87. Ряшенцева М.А., Миначев Х.М., Гейдыш Л.С. Восстановительное аминирование п-фенилендиамина и его комплекса с гидрохиноном кетонами в присутствии сульфидов рения и палладия // Изв. АН СССР. Сер. химическая. 1968. С. 1601-1605.100. Пат. 3739026 США

88. Козлов Н.С., Хашинский A.B. Восстановительное аминирование алициклических кетонов некоторыми соединениями со связями азот-азот // Докл. АН БССР.-1979.-Т. 23, № 9.-С. 821-823.

89. Клюев М.В., Помогайло А.Д. Гидрирование на металлсодержащих полимерах: особенности, проблемы, перспективы. ИХФ АН СССР, Черноголовка, 1988. с. 73.

90. Попов Ю.В., Корчагина Т.К., Чичерина И.В., Ермакова Т.А. Синтез и исследование свойств карбоциклических азометинов // Журн.орг.химии, 2002. Т.38, Вып.З, с.372.

91. Александров Б.Б., Гаврилов М.С., Шкляев B.C. Синтез и таутомерия 1-замещенных 3,3-диалкил-3,4-дигидроизохинолинов // Х.Г.С., 1985. Т.6, с.794.

92. Шомнян Б.А., Мирскова А.И. Углерод азотная триадная прототропная таутомерия // Успехи химии, 1979. Т.48, с.201.

93. Брень Ж.Б., Брень В.А., Симкин Б.Я., Минкин В.И. Бензоидно-хиноидная таутомерия азометинов и их структурных аналогов. Строение 2-(N-арил и алкиламинометилен)-1-инданов и 1,3-индандионов // Журнал.орг. хим.,1997. с. 1723.

94. Абдуллаев М.Г., Насибулин A.A., Клюев М.В. Гидрогенизационное аминирование фурфураля ароматическими аминами на Pd/C // Известия вузов, химия и хим.технология,1994.т37,с55.

95. Абдуллаев М.Г., Насибулин A.A., Клюев М.В. Гидрогенизационное аминирование фурфураля ароматическими аминами на палладий-полимерных катализаторах // Известия вузов, химия и хим.технология,1994. Т37, с58.

96. Клюев М.В., Насибулин A.A., Абдуллаев М.Г. Гидрогенизационное аминирование фурфурола ароматическими аминами на палладиевых катализаторах // Нефтехимия, 1994. Т34, с.413.

97. Клюев М.В., Насибулин A.A., Абдуллаев М.Г. Гидрогенизационное аминирование фурфураля циклогексиламином на палладиевых катализаторах //Журнал орг. химии, 1995. Т.31, с.416.

98. Пат.2217630 США; Chem.Abstr.,1940. Т.35, с. 1065.

99. Пономарев A.A., Масленникова Н.П., Алакина Н.В. Докл. АН СССР, 1960. Т.131, с.1365.

100. Kasiwagi J. Bull. Chem. Soc. Jpn.,1927. T.2, p.310.

101. Бельский И.Ф. Каталитическое превращение фурановых аминов в гомологи пиррола и пирролидина // Изв. АН СССР. Сер.хим., 1962. С. 1077.

102. Шуйкин Н.И., Вельский И.Ф., Абгафорова Г.Е. Сопряженнный гидрогенолиз в синтезе 2,5-диалкилпирролов // Изв. АН СССР. Сер.хим., 1965. С. 163.

103. Бельский И.Ф., Шуйкин Н.И., Абгафорова Г.Е. Синтез гомологов пирролина // Изв. АН СССР. Сер.хим., 1965. С. 160.

104. Кривенько А.П., Николаева Т.Г., Харченко. Востановительное аминирование в синтезе азогетероциклов // Х.Г.С., 1987. Т.4, с.435.

105. Хлебникова Т.Д., Покало Е.И., Пешкина И.В., Тюрина JI.A., Кантор Е.А. Компьютерный анализ связи "стуктура активность" и направленный синтез азотсодержащих фурилзамещенных соединений // Изв. вузов. Химия и хим. технология. 1999. Т.42, вып.5,С.91

106. Новаков И.А., Орлинсон Б.С., Брунимен Р.В. и др. Основность, строение, энергия диссоциации связи N-H адамантилзамещенных диаминов и прогнозирование их реакционной способности // Журн. орг. химии 1999. Т.35, вып. 4, с.554.

107. Бочкарев В.В., Сорока JI.C. Промежуточные продукты взаимодействия анилина с формальдегидом в условиях кислотного катализа // Журн. орг. химии 2000. Т.36, вып. 5, с.707.

108. Симкин Б.Я., Брень В.А., Минкин В.И. Бензоидно-хиноидная таутомерия азометинов и их структурных аналогов // Журн. орг. химии 1977. Т. 13, вып. 8, с.1710.

109. Кикалишвили Т.Д., Кереселидзе Д.А. О тримерном механизме переноса протона в имидазоле // Х.Г.С., 2002. С. 1225.

110. Мамарахмонов М.Х., Аширматов М.А., Шахидоятов Х.М. Квантовохимические исследования пиримидинов-4 // ХГС, 2001. №8, с. 1082.

111. Мамарахмонов М.Х., Белнький Л.И., Чувылкин Х.М., Шахидоятов Х.М. Квантовохимические исследования пиримидинов-4-онов // ХГС, 2003. №10, с. 1517.

112. Кереселидзе Д.А., Заркуа Т.Ш., Кикалишвили Т.Д.и др. Некоторые представления о механизме таутомерных превращений // Успехи химии, 2002. Т.71, вып. 12, с.1120.

113. Клецкий М.Е., Милов A.A., Княжанский М.И., Метелица A.B. Квантово-химическое исследование кето-енольного равновесия в ряду азометинов//ЖОХ, 1999. Т.69, вып.8, с. 1335.

114. Корженевская Н.Г., Коваленко В.В. Структура аминогруппы и основность анилинов // Журн. Орг. химии, 1999. Т.35, вып. 7, с.270.

115. Бармин М.И., Мельников A.A., и др. Квантовая химия как инструмент для предсказания строения и физико- химических свойств бис-1,1-(4-амино-1,2,4-триазолил)алканов // ЖОХ, 2002. Т.70, вып.8, с. 1371.

116. Корнилаева А.Ю, Ключарева Е.В., Мельницкий И.А. и др.Поиск переходных состояний и анализ маршрута реакции фурфурола с аммиаком // Электронный журнал "Исследовано в России", 74,825-828,2003. http: // Zhurnal.ape.relarn.ru/articles/2003/074.pdf.

117. Корнилаева Ю.А., Хусаинов М.А., Ключарева Е.В. идр. Анализ маршрута и переходных состояний реакции фурфурола с диметиламином // Известия Вуз. Химия и хим. технология, 2003. Т.46, вып.4, с.47.

118. Переходцев Г. Д. Спин-спиновые взаимодействия в свободно-радикальных кластерах. Дисс. . канд. физ.-мат. наук,. г.Москва, 1997.-106 с.

119. Симкин Б.Я.,Шейхт И.И. Квантово-химическая и статистическая теория растворов.М.: Химия, 1989г.,256с.

120. Dewar M.J., Zoebisch E.G., Healy E.F., Stewart J.P. / Development and use of quantum mechanical molecular models. 76.AM1: a new general purpose quantum mechanical molecular model. // J.Am.Chem.Soc., 1985, 107(13), p. 39023909.

121. Войтюк A.A., Близнюк A.A. Квантово-химическое изучение ион-молекулярных комплексов с водородными связями.// Журн. струк. химии. 1992.Т.ЗЗ.№6.С. 157-183.

122. Антипин И.С., Мушкин В.Б., Коновалов А.И. Квантово-химическая модель описания сольватационного эффекта в реакциях переноса протона. Предсказание кислотности органических соединений в газовой фазе // ЖОрХ. 1997. Т. 33, вып. 7. С. 1015-1020.

123. HyperChem for Windows and NT, Hypercub, Inc. Publikation HC60-00-01-00. November 1999.

124. Вайсбергер А. и др. Органические растворители. М.: Ин. литература., 1958.518 с.

125. Юрьев Ю.К. Практические работы по органической химии. М.: МГУ, 1957. Вып. 2. 231 с.

126. Абдуллаев М.Г. Каталитический синтез ароматических и гетероциклических аминов на палладийсодержащих полимерах. Дисс. . канд. хим. наук, г. Иваново, 1994. 118 с.

127. Насибулин A.A. Синтез ароматических и жирноароматических аминов в присутствии палладийсодержащих полимеров. Дисс. .канд. хим. наук, г. Иваново, 1991. 126 с.

128. Воронин М.В. Синтез нафтиламинов каталитическим гидрированием и гидрогенизационным аминированием. Дисс. .канд. хим. наук, г. Иваново, 1999. 114 с.

129. Айвазов Б.В. Введение в хроматографию. М.: Высшая школа, 1983. С. 173.

130. Козейко Т.А., Машкевич А.И. Определение коэффициентов чувствительности при хроматографировании замещенных пиколинов с пламенно-ионизационным детектором // Заводск. лаборатория. 1973. Т. 39, № 1. С.25-26.

131. Практикум по физической химии / Под ред. Буданова В.В., Воробьева H.K. М.: Химия, 1986. 224 с.

132. Березин И.В., Клесов A.A. Практический курс химической и ферментативной кинетики. Изд. МГУ, 1976. 265 с

133. Джонсон К. Численные методы в химии. М.: Мир, 1983. 504 с.

134. Животягина С.Н., Волкова Т. Г., Клюев М. В. Квантовохимическое изучение специфической сольватации субстратов в жидкофазном гидрировании // Известия вузов. Химия и химическая технология.- 2004г., Т.47, Вып.9.- С 42-45.

135. Животягина С.Н., Волкова Т. Г., Клюев М. В. Гидрирование азометинов: квантово-химическое моделирование влияния растворителя // Тез. докл. Всероссийской науч. конф. "Молодые женщины в науке", Иваново, 2004, -С. 221-222.

136. Животягина С.Н., Волкова Т. Г., Клюев М. В., Абдуллаев М.Г., Лура Б.Б. Квантовохимическое моделирование жидкофазного гидрирования некоторых фурфурилиденов // Вестник ИвГУ, серия «Биология. Химия. Физика. Математика.», 2004г., Вып.З- С.62-66.

137. Животягина С.Н., Клюев М. В., Волкова Т. Г., Магдалинова H.A. Изучение взаимосвязи между химической структурой азометинов и ихреакционной способностью // Тез. докл. VIII научной школы-конференции по органической химии, Казань, 2005,- С 35.

138. Ballard R.E. Photoelektron Spektroskopy and molecular orbital theory. Bristol: Adan Hilger, 1978.192p.

139. Lister D.G., Tiler J.K.Hog J.H. et al.// J.Mol. Strukt. 1974. V. 23.N2. P.253.

140. Садова Н.И, Хайкин JI.C.,Вилков JI.B. Некоторые проблемы стереохимии соединений азота в газовой фазе.// Успехи химии,-1992. Т.61 .вып. 12.М: «Наука».с.2129-2171.

141. Реутов O.A., Курц A.JI., Бутин К.П. Органическая химия. М: «Бином. Лаборатория знаний», 2004.

142. Minato T., Fujimoto H. and Fukui К. / Bulletin of Chem. Soc. of Japan,-1978.-vol.51 (6), C.1621-1626.

143. Гиричева Н.И., Харламова E.B., Волкова Т.Г. Строение вещества. "Метод молекулярных орбиталей в приближении Хюккеля." Иваново, ИвГУ, 1997г.

144. Горностаев Л.М. // Соросовский образовательный журнал. 1996, № 4. С.33-38.

145. Химическая энциклопедия. М: «Большая Российская энциклопедия», 1998. Т. 5. С. 782.

146. Козицына Л.Л., Куплетская Н.Б. Применение УФ-, ИК-, ЯМР- и масс-спектроскопии. М., 1979.

147. Волкова Т.Г., Клюев М.В, Квантовохимический расчет моделей активных центров катализаторов гидрирования на основе палладия // Нефтехимия. 1998. Т. 38, № 3. С.194-196.

148. Москва В.В. Растворители в органической химии.//Соросовский образовательный журнал, №4, 1999г, с.44-50.

149. Пальм В.А, Основы количественной теории органических реакций. Л.: Химия, 1977г., 360с.

150. Чуев Г.Н, Базилевский М.В, Молекулярные модели сольватации в полярных жидкостях. // Успехи химии, 2003г, т.72, в.9, с.827-847.

151. Беляев C.B. Реакционная способность соединений с кратными связями в гидрировании на палладий содержащем ионите. Дис.канд.наук.- Иваново. 2001г.

152. Клюев М.В, Волкова Т.Г, Абдуллаев М.Г. Гидрирование орто-замещенных нитробензолов на палладиевых катализаторах. // Нефтехимия, 2002г, Т.42, №1, С32-35.

153. Насибулин A.A., Кочетова Л.Б, Клюев М.В. Особенности жидкофазного гидрирования ароматических нитросоединений на палладиевых катализаторах. // Нефтехимия, 2001г,Т.41, №3, с213-217.

154. Стерликова И.О. Синтез вторичных жирноароматических аминов и изучение их реакционной способности в арилсульфонилировании аренсульфохлоридами. Дисс. .канд. хим. наук.-Иваново.-2002.-120 с.