Трехмерный корреляционный анализ - новый способ количественного описания эффектов заместителей в химии органических и элементоорганических соединений тема автореферата и диссертации по химии, 02.00.08 ВАК РФ

На правах рукописи УДК 547(541.63^(50.12^ Д

~ з яна ¿зев

Черкасов Артем Рафаэлевич

ТРЕХМЕРНЫЙ КОРРЕЛЯЦИОННЫЙ АНАЛИЗ — НОВЫЙ СПОСОБ КОЛИЧЕСТВЕННОГО ОПИСАНИЯ ЭФФЕКТОВ ЗАМЕСТИТЕЛЕЙ В ХИМИИ ОРГАНИЧЕСКИХ И ЭЛЕМЕНТООРГАНИЧЕСКИХ СОЕДИНЕНИЙ

02.00.08 - химия элеменгоорганических соединений

АВТОРЕФЕРАТ диссертации на соискание ученой степени доктора химических наук

Казань - 2000

Работа выполнена на кафедре высокомолекулярных и элементоорганических соедине! Казанского государственного университета.

Научный консультант:

Официальные оппоненты:

доктор химических нат профессор Галкин В

член корреспондент HAH У край доктор химических на профессор Голояобов Ю

доктор химических на; профессор Антипин И

доктор химических на; профессор Кузнецов А..

Ведущая организация: Московский государственный университ

им. М.В. Ломоносо

Защита состоится 7 декабря 2000 года в 14 часов на заседании Диссертационного Совета Д 053.29.03 по защите диссертаций на соискание ученой степени доктора химических на при Казанском государственном университете, по адресу ул. Кремлевская, 1 Бутлеровская аудитория.

С диссертацией можно ознакомиться в научной библиотеке Казанского государственно университета.

Отзывы на автореферат просим присылать по адресу: 420008, г.Казань, ул.Кремлевская, КГУ, Научная часть.

Автореферат разослан Зо октября 2000 года

Ученый секретарь

Диссертационного Совета Д 053.29.03 доктор химических наук, профессор (г/ И.В.Коновалова

О /О

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

Актуальность работы. Связь строения органических и элементоорганических соединений с их реакционной способностью является одним из фундаментальных вопросов химии. В последние годы проблема количественного определения соотношений "структура -свойство" стала особенно актуальной, На протяжении последнего десятилетия достигнут колоссальный прогресс в компьютерных технологиях, обеспечивающих новые и исключительно эффективные способы извлечения, хранения и передачи химической информации. Революционные открытия в областях молекулярной генетики, высокоточной кристаллографии, ЯМР - технологий, лазерной спектроскопии, новые способы анализа и синтеза ДНК, современные методики направленной мутации, изоляции и очистки протеинов, новые технологии компьютерного моделирования молекулярных процессов расширили границы химии до ранее немыслимых пределов, возведя ее в ранг подлинной науки о жизни. Развитие химических и биохимических методов, грань между которыми становится все более условной, позволило достичь существенного прогресса в понимании роли внутри- и межмолекулярных взаимодействий в важнейших процессах хранения и передачи наследственной информации, воспроизведения, регуляции, роста и жизнедеятельности живых организмов, механизмах их болезней, старения и смерти. Возможности химии. в создании новых индивидуальных веществ, материалов и технологий за последнее десятилетие вышли на принципиально новые рубежи. В то же время следует констатировать, что подавляющее большинство примеров успешного создания молекул с желаемыми свойствами за малым исключением получены копированием или модификацией идентифицированных природных веществ, либо являются результатом традиционного перебора огромного числа соединений. Современные компьютерные технологии в принципе позволяют существенно ускорить и частично систематизировать такой поиск, но, тем не менее, соответствующие затраты времени и ресурсов по-прежнему колоссальны. В сложившейся ситуации одной из наиболее актуальных проблем современной химии становится необходимость в принципиально новых методах обработки накопленного объема химической информации, обеспечивающих математическое описание соотношений "структура-свойство" и позволяющих осуществлять теоретическое моделирование молекул с заранее заданными свойствами с последующим их виртуальным тестированием.

В идеале основой таких подходов должны стать расчеты энергий молекулярных систем, то есть методы квантовой механики. Однако несмотря на развитие компьютерной техники и квантовохимических подходов, по-прежнему недостаточная эффективность, большая трудоемкость и высокая стоимость расчетов ab initio оставляют их использование недоступным или нецелесообразным для подавляющего большинства современных реакционных серий.

Известной альтернативой кванговохимическим расчетам является эмпирическая формализация соотношений "срукгура-свойство", остающаяся одним из наиболее популярных методов описания внутримолекулярных взаимодействий, изучения механизмов реакций и молекулярного моделирования. Эмпирические подходы основываются на принципах линейности свободных энергий и полилинейности и реализуются в рамках говременного корреляционного анализа.

Корреляционные уравнения зачастую являются единственно доступным способом описания свойств сложных органических и элементоорганических соединений, но в то же зремя и их возможности тоже весьма ограничены. Трудность в решении этого вопроса гостоит в том, что, несмотря на более чем полувековую историю корреляционного шализа, его теоретические основы остаются недостаточно разработанными, а установленные корреляционные уравнения зачастую рассматриваются лишь как эмпирические

экстратермодинамические соотношения, не отражающие физической картины внутримолекулярных взаимодействий.

Попытки квантовохимическош обоснования методологии корреляционного анализа и прямого теоретического расчета эффектов заместителей не привели к ощутимым результатам. Единственным надежным источником определения групповых констант по-прежнему остаются экспериментальные методы.

Эти обстоятельства стимулируют широкий поиск и развитие новых подходов к количественному описанию внутримолекулярных взаимодействий, определяющих реакционную способность и физико-химические свойства молекул. Среди подобных подходов, возможно, наиболее перспективным является построение формальных моделей проявления эффекта, основанных на достаточно простых законах и потому обладающих прозрачным физическим смыслом.

Опыт такой работы в области стерического и индуктивного эффектов показали чрезвычайно высокую эффективность моделирования как метода количественной оценки влияния заместителей. Можно уверенно констатировать, что моделирование как метод количественного анализа реакционной способности является выраженной мировой тенденцией в развитии количественной органической химии и корреляционного анализа. Цель работы Развитие разработанной ранее аддитивной модели индуктивного эффекта с целью построения максимально сбалансированной статистической модели, описывающей весь доступный массив индуктивных констант.

Интеграция модифицированной модели индуктивного эффекта с ранее разработанной моделью фронтального стерического эффекта и другими количественными методами описания внутримолекулярных взаимодействий, включающими электростатические подходы и методы квантовой химии. Определение физического смысла разработанных моделей и их использование в обосновании методологии классического корреляционного анализа. Разработка "трехмерного корреляционного анализа" - принципиально нового способа описания влияния заместителей, базирующегося на принципе линейности свободных энергий и позволяющий учитывать пространственное строение молекул при расчете груповых эффектов.

Количественное изучение влияния эффектов заместителей на реакционную способность и физико-химические свойства широкого круга органических и элементоорганических соединений на основе разработанных моделей и анализ адекватности разработанных подходов в решении проблемы «структура - свойство».

Разработка автоматизированной системы количественного описания эффектов заместителей, позволяющей проводить эффективный анализ объемных массивов данных и принимающей во внимание реальную пространственную структуру соединений. Широкая экспериментальная апробация разработанных методов с привлечением современных методов.

Научная новизна. Проведена модификация новой модели индуктивного эффекта, позволяющая проводить учет полярного влияния атомов водорода. Применение данного подхода к анализу спектральных свойств и биологической активности различных классов фосфорорганических соединений (ФОС) позволило получить корреляции высокого качества с обширными прогностическими возможностями.

Впервые системно применен единый теоретический подход к количественной оценке индуктивных взаимодействий в химии органических и элементоорганических соединений. Показана корректность и адекватность использования новой модели индуктивного эффекта в анализе реакционной способности самых разнообразных органических и элементоорганических соединений.

Разработана концепция "индуктивной" электротрицательности (ЭО), позволившая ззязать три основных количественных характеристики заместителя, - его индуктивной и гтерической константы и групповую электроотрицателыюсть.

Разработан новый метод расчета "индуктивных" электронных заселенностей атомов, позволяющий проводить расчет парциальных зарядов в молекулярных системах фактически неограниченных размеров. Введены новые понятия "индуктивных" аналогов шмической мягкости и жесткости атомов, групп и молекул и проанализированы 1ерспективы их применения.

Разработана новая формальная модель описания распределения электронной плотности в иолекуле, рассматривающая ее как электрический конденсатор, и проанализированы терспективы развития такого подхода.

Разработан принципиально новый метод описания эффектов заместителей, названный 'трехмерным корреляционным анализом" (рекоммендации UIPAC 1998 для медицинской шмии, Pure AppI.Chem.-\99%.-\70,N5.-V. 1129), позволяющий учитывать реальную 1ространственную структуру заместителей. Проведено теоретическое обоснование шработанного подхода, которое, кроме всего, позволило существенно прояснить физический смысл классических экстратермодинамических соотношений, 'азработана компьютеризированная система анализа внутримолекулярных взаимодействий в рамках трехмерного корреляционного анализа, способная с легкостью ¡перировать массивами данных, состоящих га сотен экспериментальных значений, [налнзировать альтернативные реакционные центры реакционных серий, исследовать щияние конфор-мационных эффектов, анализировать доминирующие ионизационные ;остояния полифункциональных молекул.

фактическое применение трехмерного корреляционного анализа позволило построить голичесгвенные модели влияния заместителей на кислотно-основные свойства >рганических аминов и карбонильных кислот в газовой и водной фазе, энергии ионизации lmhhob в газовой фазе, энергии диссоциаций СН связей, окислительно- восстановительные ютенциалы С-, N-, О-, и S-центрированных радикалов в газовой фазе. 5ведены новые шкалы erf и ас "радикальных" констант заместителей и новая :оличественная характеристика: окислительно - восстановительная стабильность свободен адикалов, выраженная в термах экспериментальной жесткости.

фактическая значимость. Разработанные в диссертации подходы к оценке электронных заимодействий и полученные количественные данные могут быть использованы для нализа реакционной способности, физико-химических свойств и биологической ктивности различных классов органических я элементоорганических соединений и для зучения механизмов реакций.

'азработанные компьютерные программы и алгоритмы активно используются как езависимые инструменты молекулярного моделирования и теоретического дизайна оединений с заданными свойствами, и как эффективные методы навигации омпьютерных баз данных. Представленные подходы могут быть интегрированы в оммерческие химические программные продукты. Некоторые из разработанных лгоритмов в настоящее время проходят патентную проверку и предварительную вркетинговую аппробацию на североамериканском рынке компьютерных технологий, роводимые компанией US Technologies incorporated.

лробаиия работы. Основные результаты работы докладывались на Симпозиуме по химии >0С (С.-Петербург, 1997); Всероссийской конференции по теоретической химии (Казань, 997); научной сессии, посвященной памяти проф. И.М.Шермергорна (Казань, 1997); тоговой научной конференции Казанского университета (Казань, 1999); 11 Международной коференции по химии и применению ФОС (Казань, 1996), 9 1еждународном конгрессе ДФТ (Дурхам, США, 1997); IX Международной конференции

по химии фосфора (Цинциннати, США, 1998), 1 симпозиуме Скандинавского обществ! химии свободных радикалов (Босен, Швеция, 1999); ХП Международной конференции пс химии фосфора (Киев, Украина, 1999); 5 Всемирном конгрессе химиков - теоретике! (Лондон, Великобритания, 1999), 1 научной конференции молодых ученых научно-образовательного центра КГУ "Материалы и технологии XXI века" (Казань, 2000). Публикации. По материалам диссертации опубликовано 39 работ, ранее не вошедших i материал кандидатской диссертации автора: 3 обзора в журнале "Успехи химии", ] обзорная статья в "Российском химическом журнале", 12 статей в международных и S статей в отечественных изданиях, а также тезисы 15 докладов. Положения, выносимые на защиту:

- Индуктивный эффект любого заместителя у любого реакционного центра может быть < высокой точностью рассчитан на основе его реальной пространственной геометрии, к. фундаментальных характеристик входящих в него атомов - электроотрицательности i ковалентного радиуса.

- Три основных количественных характеристики заместителя - его индуктивная i стерическая константы и групповая элекгроотрицательность - являются связанным1 параметрами.

- Электроотрицательность заместителя может быть корректно рассчитана исходя и: значений электроотрицательносги и ковалентного радиуса входящих в него атомов i значений межатомарных расстояний.

- Предложенные характеристики "индуктивных" аналогов химической жесткости-мягкости атомов, групп и молекул адекватно характеризуют их способность i делокализации заряда и могут быть установлены на основе значений атомарны> радиусов и межатомных расстояний.

- Парциальные заряды в несопряженных молекулах могут быть адекватно рассчитань путем рассмотрения взаимного индуктивного влияния атомов, а индуктивно? константе заместителя может быть придан физический смысл потока векгорг электромагнитной индукции,

- Эффект заместителей в несопряженных молекулярных системах может был количественно описан с учетом их реального 3-х мерного пространственного строеши без предварительного разделения общего влияния на индуктивную и стерическук составляющие.

- Разработанный аппарат 3-х мерного корреляционного анализа является принципиальнс новым и исключительно эффективным методом количественного описания эффекто! заместителей и инструментом молекулярного моделирования.

Объем и структура диссертации. Диссертация изложена на 316 страницах машинописной: текста, содержит 34 таблицы и 23 схемы, состоит из введения, шести глав, выводов, спи ¡ж; цитированной литературы, насчитывающего 393 ссылки, и 100 страниц приложения. Каждая глава начинается литературным обзором, описывающим состояние обсуждаемой вопроса, и завершается кратким обобщением полученных результатов. В первой главе дан обзор методов количественного учета индуктивного эффекта и егс проявлениям в химии органических и элементоорганических соединений. Представлень собственные результаты по разработке модифицированной аддитивной модел» индуктивного эффекта, учитывающей полярное влияние атомов водорода. Обсуждень результаты проведенных исследований применения данной модели в анализе реакци0нн01 способности органических и элементоорганических соединений, а также спектральньв свойств и биологической активности различных классов ФОС.

Во второй главе, посвященной разработанной концепции "индуктивной' электроотрицательности, дан обзор исторического развития и современного состояни) проблемы электроотрицательности. Представлена модель "индуктивной" электро

отрицательности, обсуждены аспекты ее практического применения и ее взаимосвязь с известными методами квантовой химии. Представлены разработанные в рамках концепции способы расчета "индуктивных" парциальных зарядов и "индуктивных" локальных и глобальных жесткости и мягкости. Обсужден вероятный физический смысл разработанных "индуктивных" индексов.

Продемонстрировано применение "индуктивной" электроотрицательности для количественного описания спектральных характеристик ФОС.

В третьей главе представлены результаты интегрирования модифицированной аддитивной модели индуктивного эффекта с предложенной ранее моделью фронтального стерического эффекта. В результате такой интеграции был разработан принципиально новый и перспективный способ количественного описания эффектов заместителей, названный "трехмерным корреляционным анализом", обладающий уникальными возможностями. Проведено обоснование физического смысла нового подхода в рамках концепции "индуктивной" электроотрицательности. Возможности практического применения нового подхода продемонстрированы на примере реакционных серий, включающих сотни органических молекул. Обсуждены перспективы его развития.

В четвертой главе применение аппарата трехмерного корреляционного анализа продемонстрировано на примере решения наиболее неоднозначной проблемы корреляционного анализа - описания влияния замесителей в свободнорадикальных системах. Дан обобщающий литературный обзор по данной теме и представлены собственные результаты автора по количественному моделированию окислительно-восстановительных потенциалов свободных радикалов. Обсуждены аспекты количественного описания стабильности свободных радикалов и предложена новая количественная характеристика их окислительно-восстановительной стабильности. В пятой главе представлен пример использования разработанных подходов в моделировании энергий СН - связей и приведены результаты их экспериментальной проверки. Обсуждены перспективы развития разработанных методов и возможности их практического применения. В шестой главе представлена экспериментальная часть. Объемные таблицы собраны в приложении 1.

Часть данных, представленных в работе, ранее была включена в кандидатские диссертации Е.М.Зуевой и М.М. Сибгатуллина, защищенные в ноябре 1999 и январе 2000 года, соответсвенно, при участии автора как научного руководителя. Опубликованные по теме диссертации работы написаны в соавторстве с научным консультантом данной работы д.х.н., профессором В.И. Галкиным, заведующим кафедрой ВМ и ЭОС КГУ д.х.н., профессором P.A. Черкасовым, сотрудником НИЛ ЭОС д.х.н., проф. Н.Г. Хусаиновой, сотрудниками ИОФХ им. А.Е. Арбузова КНЦ РАН д.х.н., проф. Б.И. Бузыкиным и д.х.н., проф. Т.А. Зябликовой, директором Института Теоретической и Физ1гческой Химии (Вроцлав, Польша) профессором Л, Коморовским, доцентом кафедры ядерной химии Королевского Института Технологий (Стокгольм, Швеция) профессором М. Йонссоном, заведующим лабораторией химии свободных радикалов Ляйденского Университета (Ляйден, Голландия) профессором П. Моддером и адъюнкт-профессором факультета биохимии университета Саскачевана (Саскатун, Канада), заведующим лабораторией протеомики и биоинформатики Корпорации Монсанто (Сент-Луис, США) профессором Р.Ченом, принимавшим участие в проведении частя исследований и обсуждении их результатов.

Автор приносит искреннюю благодарность всем принимавшим участие в работе за плодотворное сотрудничество и полезную дискуссию.

ОСНОВНОЕ СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ

Развитие новой модели индуктивного эффекта и ее использование в анализе реакционной способности органических и злементоорганических соединений. Ранее нами был разработан подход, позволяющий с высокой точностью моделировать индуктивные константы органических и злементоорганических заместителей. В рамках предложенного подхода индуктивный эффект заместителя определяется суммарным влиянием составляющих его атомов: " <т

(IX

м Ч

где а* - индуктивная константа заместителя в шкале Тафта, п - число атомов в заместителе; г, - расстояние от этого атома до реакционного центра (РЦ). (04)1 - введенная эмпирическая атомарная константа, отражающая способность /-того атома заместителя к проявлению индуктивного эффекта, зависящая от химической природы элемента и его валентного состояния.

Атомарные константы <та были определены нелинейной оптимизацией соотношений типа (1) для широкого круга элементов, что позволило с высокой степенью воспроизвести значения практически всего массива известных а* - констант.

При разработке первоначального варианта модели был постулирован нулевой индуктивный эффект алкильных фрагментов (то есть оА(С)=0 и огА(НМ)), что облегчило процедуру расчетов. Чтобы сделать это предположение как можно более корректным, в качестве РЦ был выбран атом четырехкоординированного углерода. В то же время, в ходе проведенного исследования было установленно, что в общем случае нельзя говорить о нулевом индуктивном влиянии алкильных групп, особенно - в химии злементоорганических соединений, и это побудило нас на основе уже полученных основных закономерностей провести определение истинных значений ал - констант атомов водорода и углерода. Кроме того, мы сочли, что наиболее корректным будет установление усредненных значений всех оа -констант (в том числе для атомов С и Н) путем представления всего доступного массива экспериментальных а -параметров Тафта в виде единой многопараметровой линейной регрессии (1).

В соответствии с соотношением (1), индуктивная константа а заместителя была представлена в виде суперпозиции всего массива значений ах.

а = а]СТА1 + а20А2 +.........+ а„(ТАп ,

где а, - линейные коэффициенты уравнения, представляющие собой сумму обратных квадратов расстояний от реакционного центра до всех атомов данного химического типа в этом заместителе. Очевидно, если атомы данного вида не входят в состав заместителя, то а, = 0. Таким образом была составлена единая матрица [426x28], где 426 - число заместителей, 28 - число представленных атомарных и групповых типов. Последующее решение системы 426 уравнений с 28 неизвестными, в качестве которых выступали искомые атомарные ал -константы, позволило максимально точно определить их значения, в том числе и для атома водорода.

Определенные атомарные константы позволяют проводить расчет экспериментальных а -констант Тафта с высокой точностью. Ниже приведены корреляции, связывающие экспериментальные а с соответствующими величинами Отеор., рассчитанными в рамках уравнения (1) (там же даны статистические параметры установленных многопараметровых регрессий):

Схема 1. Сопоставление рассчитанных и экспериментальных значений а* - констант.

Органические заместители'. сг'тор =(0.039±0.018)+(0.987±0.011 )ажс„ Л = 0.9915, N=146, 8=0.128.

Ароматические заместители-. ог'ттРН0.055±0.020)-К0.983±0.012)<7*т1. Я = 0.9914, N = 127, 8=0.119.

Элементоорганические заместители: о-,те»р=(-0 032±0.015>К0.987±0.010)ст-'зк„ К = 0.9937, N = 124,8=0.151.

Заряженные заместители: а-«о?.=(0.071±0.087)+(0.974±0.030)ст*зюл Я = 0.9874, N = 29, 8=0.918.

Суммарная корреляция: ст*т^=(0.014±0010)К0.993±0.006)ст,,сг, Я = 0.9928, N = 421, 8=0.149.

Итоговая корреляция между эспериментальными и теоретически рассчитанными индуктивными константами Тафта а для 421 заместителя приведена в графическом виде на схеме 1 .

Применение модели индуктивного эффекта для анагиза реакционной способности элементоорганических соединений.

Помимо фундаментального теоретического значения, разработанный подход имеет выраженную практическую направленность, что было подтверждено многочисленными примерами его использования для анализа реакционной способности, физико-химических и биологических свойств, установления структуры и механизмов реакций самых разнообразных органических и элементоорганических соединений. Так, на основе обширного литературного материала было проведено систематическое исследования возможностей практического применения разработанной модели индуктивного - эффекта для описания реакционной способности ЭОС в рамках однопараметровых корреляционных уравнений общего вида:

ЫЫрК^ = ао+а, £</, (2)

где </- рассчитанные индуктивные константы Тафта заместителей у неуглеродного реакционного центра. В тех случаях, когда применение уравнения (2) оказывалось неэффективным из-за неучета стерической составляющей влияния заместителей, расчет последней производился в рамках разработанной ранее модели фронтального стерического эффекта, которая позволяет рассчитывать стерические константы Л'2 для любого заместителя у любого РЦ:

Л

4 г.

(3),

(где Я - радиус /- того атома заместителя, г - расстояние от него до РЦ).

Таким образом, наряду с соотношением (2) литературные реакционные серии описывались

и в рамках двухпараметровых регрессий:

ШрКа) , (4)

оперирующих расчетными величинами о7 - индуктивных и Н,' - сгерических параметров.

На основе одно- и двухпараметровых корреляционных уравнений типа (2) и (4) было описано 149 различных органических и элементоорганических реакционных серий, в которых в качестве реакционных центров были рассмотрены атомы олова, мышьяка, кремния, серы, кислорода, азота и фосфора. Большинство из обсуждаемых реакционных серий ранее не было проанализировано с использованием традиционных констант заместителей, либо авторами были получены корреляционные уравнения неудовлетворительного качества.

Успешное практическое применение разработанного подхода свидетельствует о его достаточной универсальности и высокой точности и при анализе реакционной способности как органических, так и самых разнообразных элементоорганических соединений, без каких-либо ограничений по природе заместителя и РЦ. Плодотворным оказалось применение новой модели индуктивного эффекта и в решении конкретных практически значимых задач, решенных в рамках сотрудничества с рядом экспериментальных групп.

Реакции разложения гидропероксида нумола

Ниже приведены результаты обработки серии констант скорости реакции разложения гидропероксида кумола под действием производных бензилтиомочевины РНС(0)ШС(3)КЯ.'В2, полученные при сотрудничестве с Казанским государственным технологическим университетом (группа д.х.н., проф. Н.А.Мукменевой). Значения констант скорости кт, установленные при разных температурах Т, были проанализированы с использованием разработанных моделей индуктивного и стерического эффектов.

Параметры корреляций констант скорости с расчетными значениями индуктивных и стерических констант заместителей у атома азота приведены ниже: Ыкзо = (-0-048±0.012)Хс +- (0.244±0.040)Яч + (1.087М.257) 11=0.9749, N=5, 8=0.041.

Що = (0.007±0.007)£ст (0.124±0.023)11:; + (0.797±0.146) 11=0.9808, N=5,8=0.023.

№¡00 = (0.031±0.006)1а + (0.05б±0.028)11$ + (0.593±0.179) 11=0.9733, N=5, Б =0.030, Установленные корреляционные уравнения высокого качества позволили выразить константы скорости разложения гидропероксида кумола в количественных термах электронного и стерического эффектов заместителей и позволяют осуществлять подбор вероятных заместителей для достижения оптимальной скорости этой промышленно важной реакции.

ЯМР-спетры ФОС

В продолжение исследований по применению разработанного подхода, в рамках совместной работы с профессором П. Финокьяро (университет Катаньи, Италия), был рассмотрен массив значений химических сдвигов атома водорода в ПМР - спектрах а-аминофосфонатов.

Были установленны двухпараметровые корреляции с использованием рассчитанных о*- I Л^-консгант заместителей у атома водорода:

для соединений (СН}0)2Р(0)СН2С6Н4т(-чикло-СбН,1):

6СН = (0.686±0.074)а'1' + (-0.211 ±0.041)1^ + (2.679+0.286) 11=0.9698, N=14,8=0.086.

61МН = (-0.259±0.026)а* + (-0.07410.024)115 + (1.922±0.144) 11=0.9519, N=14, 8=0.013.

для соединений (СНз0)2Р(0)СЛ(1-нафтия)ШСбН4Х: 8СН = (0.268+0.155)0* + (0 387+0.282)1^ + (8.651+0.220) 11=0.9993, N=4, 8=0.003.

для соединений (СН30)2Р(0) СЩцикло-СЛ, ,;лгЯ-Сб/№ 5СН = (0.340+0.029)сг* + (0.216+0.030)1^ + (5.255+0.234) Я=0.9527, N=17, 8=0.030.

5Ш = (6.306+0.356)а* + (4.465+0.356)1^ + (38.442±2.784) 11=0.9799, N=16, 8=0.293.

для соединений (СН£>)2Р(0)СН2СбН4ХЫНС,Н4Х: 5СН = (0.569+0.056)а* + (0.649+0.078)^ + (9.612+0.579) 11=0.9883, N=6,8=0.015.

8Ш = (3.504±0 474)ст* + (-0.712+0.552)1^ + (1,162±3.878) 11=0.9903, N=6,8=0.303.

Таким образом, разработанный подход продемонстрировал высокую точность в описании некоторых физических свойств ФОС.

Влияние индуктивного эффекта на биологическую активность ФОС. Практическая применимость разработанной модели индуктивного эффекта для анализа биологической активности ЭОС была исследована на примере ангидепрессантной- (А), транквшгазаторной (Т) активностей и параметров Ы)ю фосфоршшрованкых гидр азидов карбоновых кислот. Итоговые соотношения "структура - биоактивность" установлены в виде двухпараметровых корреляций с сг*- и К$ - константами, рассчитанными для заместителей у атома фосфора, выступающего в качестве РЦ\ А=(0.454Ю. 036) а* + (1.401М.104)Яя+ (8.200М.527) 11=0.9739,К=13, 8=0.056.

Т=(-1.558±0.179) сг* + (-5.865±0.444)ЦЧ + (-26.500±2.054) 11=0.9905, N=8, 8=0.211.

Ы>5о=(-1408.70£232.20)ст* + (4392.33±614.90)Я5 + (29.660.6±3484) 11=0.9841, N=6,8=193.6. Качество полученных соотношений свидетельствует о применимости разработанного подхода для анализа биологической активности ФОС, дающего, таким образом, возможность эффективного прогнозирования ангидепрессантной активности, транкви-лизаторной активности и параметров Ы);о в рядах однотипных фосфорилированных гидразидов.

Концепция "индуктивной" хчектроотрицателъности.

Базовое уравнение (1) разработанного подхода по-существу является формальным, и установление физического смысла атомарных констант оа представляется актуальной задачей.

Для решения данного вопроса мы исследовали количественные зависимости параметров (Та от различных физических и геометрических параметров и установили ряд важных закономерностей. Так, бьио найдено сотношение, связывающее величины ста с разностью полинговских ЭО данного элемента и углерода (реакционного центра) и квадратом ковалентного радиуса элемента в соответствующем валентном состоянии:

аА =7.84(Д^ + 0.45)Й2 (5)

Данная зависимость хорошо объясняет как величину, так и знак индуктивных констант.

Чтобы исключить систематическую поправку 0,45 в выражении (5) мы придали атому углерода значение его "индуктивной" ЭО, равное 2.10. При таком предположении выражение для атомарной константы ал принимает следующий вид:

& л =7.84Д/Й5 (6).

Следует отметить, что уравнение (6) позволяет прояснить физическую природу индуктивного эффекта, связывая константу оа, отражаюшуя способность атома к проявлению индуктивного эффекта, не только с его ЭО - движущей силой смещения электронной плотности - но и с площадью его валентной оболочки (Р?), то есть способностью делока-лизовать возникающий заряд. Таким образом, индуктивный эффект того или иного элемента (заместителя) определяется как "разностью потенциалов" (Ах), так и "емкостью":

сг'-Е^ С7>

I

Кроме того, была получена близкая соотношению (7) корреляция, связывающая ал -константу элемента X связанного с атомом углерода как реакционным центром с дипольным моментом (/и) связи С,рз-Х, приведенным к ее длине /:

ал= 9.370Д2^ (8)

Определение "индуктивных" электроотрицательностей атомов и групп. Установленные уравнения не только выявили взаимосвязь между индуктивной константой заместителя и значениями электрооотрнцательностей составляющих его атомов, но также позволили ввести новую шкалу атомарной электроотрицательности, названной "индуктивной". "Индуктивные" %, которые могут быть получены из значений экспериментальных констант а* в рамках соотношения (7), отражают реальные донорно-акцепторные свойства атомов, проявляющиеся в реакционной способности соединений. Так, установленное значение "индуктивной" ЭО углерода х(С)=2Л0, значительно отличающееся от соответствующего значения в шкале Полинга, по нашему мнению, являтся реалистичным и неслучайным. О некоторой завышенное™ ЭО углерода в шкале Полинга свидетельствует тот факт, что соответствующая величина х(С)^2.55 предполагает электроноакцегггорные свойства углерода по отношению к иоду ;сД)=2.4 и фосфору Х(Р)~22, что не соответствует действительности. Кроме того, незначительная полярность связи С-Н свидетельствует о близости ЭО углерода и водорода, что также не соответствует их полинговским значениям (х(Н)=2.1).

Путем обратного пересчета на основе уравнения (7), мы рассчитали "индуктивные" значения х ДО" ряда наиболее распространенных атомов в их различных валентных состояниях. Полученные величины "индуктивных" ЭО оказались в хорошем соответствии со шкалой Полинга (за исключением атома углерода) и рядом других известных шкал. Кроме того, разработанная модель индуктивного эффекта позволяет выразить групповую ЭО заместителя через фундаментальные характеристики состявляющих его атомов. Рассмотрим стерическую константу Ля, определяемую на основе уравнения (2) и обладающую свойством аддитивности, позволяющем записать уравнение (3) в форме:

= (9),

4 г'

где Я ч = ' г отражает стерическое влияние /-того атома на реакционный центр.

Суперпозиция уравнений (9) и (7) позволяет выразить индуктивную константу заместителя следующим образом:

от* = 31.36]Г>*Д, (10)

/

В то же время, в рамках разработанной модели индуктивного эффекта о* - константа может бьггь с одинаковой точностью описана как на атомарном, так и на групповом уровне аддитивности. Таким образом, сотношение (10) можно также записать через соответствующие групповые параметры:

ст* = 31.збд^0/г5о ;

(где индекс в определяет групповые характеристики) или:

Отсюда мы можем представить групповую ЭО заместителя %а в виде функции ЭО составляющих его атомов, их ковалентных радиусов и межатомных расстояний:

хХ

Ха ''

I

(и)

Установленное соотношение для групповой "индуктивной" ЭО позволяет проводить теоретический расчет значений ха для любых групп, заместителей и лигандов у любых реакционных центров, исходя из фундаментальных характеристик составляющих их атомов.

В рамках уравнения (11) мы рассчитали в приближении углеродного реакционного центра значения "индуктивных" электроотрицательностей самых разнообразных несопряженных заместителей, которые представлены в таблице 1.

Таблица 1. "Индуктивные" ЭО некоторых заместителей,

Заместитель X Заместитель X

Р 4.00 СН21 2.42

СЩ7 2.56 он 2.99

С1 3.28 СН2ОН 2.34

СН2С1 2.43 ОСНз 2.74

снсь 2.64 ОС2Н5 2.65

Вг 3.13 8Н 2.69

СН2Вг 2.42 СЬ^Н 2.31

СНВг2 2.59 БСНз 2,58

I 2.93 ш2 2.49

Установленные величины хорошо коррелируют с известными шкалами ЭО. Следует, однако, подчеркнуть, что выражение (11) для групповой электро-отрицательности обладает рядом несомненных преимуществ: оно позволяет в аналитическом виде выявить при прочих равных условиях определяющую роль центрального атома заместителя,позволяет получать значения электроотрицательное™ как групп, так и отдельных атомов в едином масштабе, учитывает пространственное строение заместителя позволяет корректно рассчитывать значения % для изомерных фрагментов и исследовать вопрос о количественной зависимости электроотрицательное™ заместителя от его конформации.

И, наконец, уравнение (11) позволило выявить взаимосвязь между тремя основными количественными характеристиками заместителя - его индуктивной (ст*) и стерической (Щ константами и значением групповой электроотрицательности ха'-

<т*=4ДХа-ксК' (12)

"Индуктивная" ЭО в описании констант спин-спинового взаимодействия Р-Н в фосфорилированных этиленах.

Преимущества разработанной шкалы "индуктивных" констант были использованы в решении ряда практически значимых задач. Так, в рамках совместной работы с проф. Б.И. Бузыкиным, проф. Т.А. Зябликовой и проф. Н.Г. Хусаиновой был обсчитан объемный массив данных по константам спин-спинового взаимодействия (КССВ) ^н в фосфорилированных этиленах трех типов:

ВДДК^

г ЗГ^У х "с

(13) (14) (15)

Ранее в литературе приводились некоторые корреляции (правда, недостаточно высокого качества), связывающие КССВ подобных соединений с суммой групповых элекгро-отрицательностей заместителей у двойной связи. В то же время, малодоступность значений % для большого числа заместителей (особенно элементоорганических) существенно сдерживало применение соотношений "структура-свойство" в анализе ЯМР-спекгров и структуры молекул.

Предположив, что заместители в разных положениях относительно протонов двойной связи оказывают на величину Зрн влияния разной интенсивности, мы рассчитали значения %Гсы, Хшс, Хтр- ~ "индуктивных" ЭО заместителей в гем цис - и транс положениях к рассматриваемому протону. Полученные величины ЭО позволили установить корреляции высокого качества, корректно описывающие КССВ для производных со всеми тремя возможными взаиморасположенями винильвдго протона и фосфорильной группы: для производных (13):

2^ш=Ш.52±0.738)хж,+(-1.326М.436)хЧис+(-3.б15М.540)%тр+(54.284±3.018)

11=0.9869, N=75, 5=1.492 для производных (14):

3Лнь=(-10.279±ОМ5)%гы+(11.554Ш768)хЦис+(-9.4Ш.458)Хщ,+(37.118±2.487)

11=0.9904, N=40, 8=1.106 для производных (15):

3Лнс=(-3.616М.504)Хгш+(-10.526±0.782)Хцис+(60.б67±1.771)Хтр+(75.82715.768).

11=0.9953, N=25, 8=1.464 (где На, Нв, Не - протоны, находящиеся, соответственно, в гем-, цис- и транс-положении к фосфорильной группе).

Таким образом, разработанный подход адекватно и с высокой точностью описал исследованный массив экспериментальных КССВ в самых разнообразных фосфорилированных этиленах, что позволяет эффективно использовать "индуктивные" ЭО как для теоретического расчета КССВ, так и для решения обратной задачи - определения геометрической. структуры молекулы по данным ЯМР-спектроскопии.

Схема расчета «индуктивных» парциальных зарядов

Исключительная работоспособность разработанных подходов и устойчивость получаемых с их помощью решений предопределили необходимость анализа физического смысла устанавливаемых закономерностей с точки зрения фундаментальных физических законов.

Так, соблюдается аналогия разработанной модели с уравнениями теории электростатической индукции. В частности, в соответствии с этой теорией поток вектора электростатической индукции .У через сферическую поверхность радиуса Л определяется как:

^ = 06)

В то же время, если рассмотреть представление базового уравнения разработанной модели (1) с учетом установленной корреляции (8), то, заменив приведенный диполиный момент величиной соответствующего парциального заряда д, можно определить индуктивную

константу одноатомного заместителя следующим образом: г

Очевидное подобие уравнений (16) и (17) может придать индуктивной константе одноатомною заместителя смысл потока вектора электростатической индукции, проходящего через его поверхность и создаваемого зарядом, возникающим в результате его парного индуктивного взаимодействия с реакционным центром. Это предположение находится в соответствии и с теоремой Остроградского-Гаусса, согласно которой поток вектора электростатической индукции через замкнутую поверхность, в качестве которой мы можем рассмотреть как поверхность 1С отдельного атома, так и поверхность молекулы равен сумме зарядов, расположенных внутри нее N = £N0) = X дО) и, очевидно, отвечает принципу электронейтральности молекулы. Отсюда для пары взаимодействующих атомов А и В можно получить выражение для "индуктивного" заряда на А: - =АХв-л?8

ГВ-А

Нормировку данного соотношения к размерности я, выраженной в единицах элементарного заряда [е], можно провести на основе установленной корреляции (8), связывающей разность "индуктивных" электроотрицателыюстей с зарядом, выраженным в размерности [дебай/ангстрем]. С учетом того, что 1Д = 3.336 Ю"30 К м, а [е] = 1.60219 10 получаем следующее выражение:

^=0.25^4^ (18),

гв-л

в котором Лиг имеют размерность ангстрема [А], а параметр q выражается в единицах элементарного заряда [е].

Возможность расчета парциальных зарядов на базе полученного выражения мы продемонстрируем на примере простейших систем - галогеноводородов. В таблице 2 представлены приведенные дипольные моменты л/ молекул галогеноводородов и

соответствующие теоретические величины д, рассчитанные в рамках уравнения (18).

Таблица 2. Приведенные дипольные моменты 'У/ молекул гаюгеноводородовов НХ и соответсвующие "индуктивные " заряды на атомах водорода, рассчитанные по

Молекула »7|,ГО/А1 Ч(Н), [е] Л1® п'(Х) П'(НХ) *(НХ)

да 2.09 0.185 9.82 2.16 1.77 3.91 3.60 3.66

на 0.81 0.131 18.49 1.70 1.55 4.51 3.06 3.18

НВг 0.56 0.119 23.04 1.60 1.49 4.83 2.94 3.06

Н1 0.26 0.100 29.52 1.50 1.43 5.05 2.78 2.89

Значения у, отражающие реальное распределение электронной плотности в молекулах

галогеноводородов, образуют с теоретическими величинами ц корреляцию высокого качества:

ц = (-2.0104+/-0.159) + (15.156+/-0.801)рЛ 11=0.9972, N=4, 8=0.0735. Данная зависимость графически представлена на схеме 2:

Схема 2. Соотношение между приведенными дипольными моментами молекул галогеноводородов и значениями "индуктивных" зарядов на атомах водорода в них.

Если перейти от пары взаимодействующих атомов к рассмотрению многоатомной несопряженной системы, то заряд, возникающий на ее /-том атоме, можно рассчитать в рамках аддитивного рассмотрения попарных индуктивных взаимодействий с остальными атомами j молекулы:

Ч,= -LL (}9)

J*i Тн

Таким образом, разработанный метод расчета "индуктивных" парциальных зарядов, с одной стороны, проясняет природу и физический смысл индуктивного эффекта, связав его фундаментальными законами электростатики. С другой, - предложенная схема открывает новые возможности доступного расчета парциальных зарядов, особенно актуального для макромолекул, например, протеинов.

Расчет "индуктивных" электроагтрицателъностей in situ. "Индуктивная" химическая жесткость.

Необходимо отметить, что при выводе уравнений групповой ЭО (11) и расчета парциальных зарядов (19) не использовались известные процедуры усреднения (выравнивания) атомарных % и, таким образом, не затрагивался вопрос об изменении электроотрицательности. В то асе время вопрос об in situ электроотрицательностях связанных атомов и об их равенстве является одним из важнейших в современной концепции описания внутри-молекулярных взаимодействий. Мы проанализировали данную проблему с точки зрения установленных закономерностей индуктивного и стерического влияния. 1 ::

Уравнение (18) для "индуктивных" зарядов в двухатомной системе АВ:

дА - 0.25 , -—, может быть иначе записанно в виде суперпозиции (с .учетом

противоположных знаков) взаимного индуктивного вляния А иВ:

q/r-(o*AB- 0*зл)

Если разделить данное соотношение на стерический параметр Rsa, описывающий экранирование атома В атомом А, тогда в полученном равенстве:

Ча _ а'в-А °Ув 0 а'в-л _ | Зл ^Si ^ RU

слагаемое правой части0*-' .согласно ранее установленному соотношению (12) Яцл

(связывающему индуктивный и стеричесю!Й параметры заместителя с его групповой ЭО), можно представить как разность "нулевых" (х°) электроотрицательностей А и В:

SA

Таким образом, заряд дл на атоме А будет определяться по формуле (19) с учетом

сггерического влияния атома А на все остальные г-тые атомы системы;

о 1 о 1 Хл =ZA+TF~ -Т~°.А

^А 1

/ rA-i

Полученная зависимость, связьшающая электроотрицательность связанного атома с соответствующим "нулевым" значением % и зарядом на нем, воспроизводит известную формулу' для in situ ЭО: X - х" + , где ц- химическая жесткость соответствующего атома, отражающая чувствительность атомарной электроотривдтельности к изменению заряда.

Таким образом, "индуктивная" химическая жесткость атома т| в рамках разработанного подхода может быть отождествлена с геометрическими характеристиками связанного атома - обратным значением константы сггерического экранирования этим атомом остальной части молекулы.

1 ГА-1

Аналогичным образом можно получить соотношение для "индуктивной" групповой жесткости:

icG

где i- индекс атомов, входящие в состав заместителя G, a Rd - соответствующие константы стерического влияния атомов на остальную часть молекулы.

В свою очередь, "индуктивная" мягкость группы атомов будет определяться как сумма соответствующих атомарных значений:

",1%+R}

о £¿-1 ~ „2

1сО а J-¡ г(-у

Следует отметить, что, согласно введенным определениям, атомарные и групповые "индуктивные" мягкости и жесткости не являются обратными величинами. В го же время,

глобальная мягкость молекулы = = /, -5—— и соответствующая

1«1 ч/л-1 г>-1

глобальная жесткость =——-1-— являются обратными величинами: '

Г-1 П J.]-\ Т.,

В рамках установленных соотношений, описывающих параметры локальных и глобальных химических жесткости-мягкости как функции атомарного стерического экранирования, мы рассчитали значения х и Л для молекул галогеноводородов и атомов в них. Соответствующие данные также представлены в таблице 2. Их анализ позволяет говорить о том, что, несмотря на известную условность процедуры сравнения значений in situ ЭО и 7/ для различных соединений, значения рассчитанных "индуктивных" параметров в ряду соединений НХ представляются разумными.

Принцип максимальной жесткости.

Это известное эмпирическое правило, впервые сформулированное Пирсоном, подразумевает, что при прочих равных условиях молекулы стремятся организоваться наиболее "жестким" образом.

В литературе отсутствует строгое единое физическое обоснование принципа максимальной жесткости. Однако в рамках разработанного нами подхода к "индуктивной" химической жесткости данная тенденция получает очевидное обоснование и подтверждение

Схема 3 Vaonanhuoe экранирование Так, общеизвестным является тот факт, что любая "пары атомов молекулярная система в отсутствие специальных

эффектов стабилизации стремится к наименее заслоненной геометрии, что соответствует минимизации параметров взаимного стерического

влияния атомов Д1- (или относительных площадей

К,

взаимного радиального экрпнирования атомов - см. схему 3)

В этом случае величина ци01_ = -^-¡Д—гу будет,

R

I-1 t*J>J-'^

очевидно, стремиться к своему максимуму, что полностью подтверждает принцип максимальной жесткости.

Физический смысл "индуктивных" индексов.

Как уже было продемонстрировано, установление аналогий между математическим аппаратом разработанных количественных моделей и известными уравнениями электростатики существенно проясняет природу электронных и стерических эффектов заместителей Аналогичным образом можно прояснить природу введенных "индуктивных" индексов жесткости - мягкости атомов, групп и молекул и продемонстрировать, что они действительно отражают способность к делокализации заряда.

Вновь вернемся к рассмотрению взаимодействия пары атомов А и В, распределение "индуктивного" заряда, между которыми определяется соотношением (18). Уже упоминалось, что количественные соотношения, установленные в рамках разработанных моделей, свидетельствуют о пропорциональности "индуктивных" свойств связанного атома его "емкости" Более того, если предположить, что атомы А и В образуют

Схема 4. Групповая емкость (мягкость)

конденсаторную пару (схема 4), то уравнению парциального заряда (18) можно придать следующую интерпретацию.

Записав выражении (36) в следующем виде:

Ял~ 4г2 г ( }

можно принять разность элекгроотрицательностей за напряженность однородного поля между А и В (в соответствии с геометрическими системами ЭО такое предположение представляется справеливым). Вличину ^Хл-в'' тогда соответствует напряжению и

между обкладками плоского разделенными расстоянием г.

конденсатора,

Соответственно, параметр

4^.

- не что иное, как

емкость конденсатора, образованного атомами А и В. Действительно, наблюдается полная аналогия с известной формулой емкости плоского конденсатора: С где С - емхость

плоского конденсатора, Б - площадь его обкладок, г (¡-расстояние между ними. Отношение Я2 + й2

—— в полученном уравнении (21), в соответствии с определением стерического

Агл-В

индекса Ля, является суммой относительных заслоненных поверхностей рассматриваемых атомов, то есть соответствует в, а параметр г в знаменателе отношения (21) имеет смысл расстояния между обкладками Ы. (для простоты параметры еео в расчет не принимаются) Таким образом, смещение электронной плотности, возникающее в результате индуктивного взаимодействия в системе АВ, определяется величиной заряда, который может быть аккумулирован между конденсаторными обкладками, соответствующими экранированным поверхностям атомов А и В. Форма записи ц на основе соотношения (21) полностью соответствует физическому определению емкости конденсатора:

Я'си,

где С - емкость, II - напряжение между обкладками.

В общем случае, то есть при рассмотрении системы "реакционный центр - заместитель (остальная часть молекулы)", в качестве конденсатора, относительная площадь одной его

обкладки будет определяться суммарной поверхностью, экранируемой атомом-

1

реакционным центром1

где 1 - реакционный центр, остальные атомы

молекулы. В таком представлении "индуктивная" локальная жесткость, определяемая соотношением (20), приобретает физический смысл относительной площади обкладки конденсатора, образованной атомом.

Площадь другой обкладки, соответственно, складывается из проекций атомов заместителя

на поверхность реакционного центра: > —~, то есть их сумма - относительная

/ 4|>

эффективная обкладка конденсатора, образованного атомом и остальной частью молекулы - есть ни что иное, как "индуктивная"

(Я2 + Я2)

' мягкость этого атома. £ —— =

4г,_

Трехмерный корреляционный анализ. Концепция и аспекты практического применения.

На протяжении последнего десятилетия основной тенденцей развития количественных QSAR - методов стала разработка так называемых Зх - мерных методов, или 3D-QSAR, которые, в отличие от более традиционных фрагментарных подходов (например, оперирующих универсальными групповыми константами), позволяют рассматривать реальные трехмерные структуры молекул

В то же время, достугнутый за последние годы прогресс в 3D-QSAR не отразился на методологии традиционного корреляционного анализа, который по-прежнему остается формальным подходом, оперирующим эмпирическими стерическими, индуктивными и резонансными константами на групповом уровне аддитивности. Более того, корреляционные уравнения все чаще рассматриваются как экстратермодинамические соотношения, не имеющие под собой физической основы.

Представленные в предыдущих разделах разработанные "индуктивные" методы теоретичекого расчета полярных и пространственных характеристик атомов, заместителей и молекул, оперируют реальными межатомными расстояниями, также могут быть причислены к 3D - QSAR - подходам.

Развитие данных подходов привело к возникновению принципиально нового количественного метода описания эффектов заместителей, названного "3-х - мерным корреляционным анализом".

Математический аппарат 3-х - мерного корреляционного анализа.

R~ с

Тот факт, что уравнения как для стерической R\ = ^Г—, так и индуктивной а* =

I i К

констант предполагают их зависимость от параметров 1 г2, позволяет по-новому записать двухпараметровое уравнение Тафта;

ДД<7 = р£сг (22)

i i

в котором, в соответствии с принципом линейности свободных энергий (ЛСЭ), индуктивные и стерические параметры рассматриваются как независимые аргументы линейного равенства (22). Если в него подставить полученные сотношения для индуктивной и стерической констант, то для системы "РЦ-остальная часть молекулы" получим:

A'-l fj .V-l f(2 Х-1 о

MG = const, + const 2 (23)

l*K 're-, !*rc 'rc-i lire 'rc-i

где N - число атомов в молекуле, re - атом, выбранный в качестве реакционного центра, По-, - расстояние между атомом / и реакционным центром, а операционный параметр g отражает способность атома определенного сорта к проявлению внутримолекулярных эффектов, определяющих величину AAG .

Данное приближение позволяет, прежде всего, проверить принципиальную возможность определения операционных атомарных констант g, соответствующих атомам разного типа и зависящих от их природы и валентного состояния. Следующий шаг заключается в определении их физического смысла.

Формализм разработанного подхода предполагает, что, в принципе, каждый атом, встречающийся во всех молекулах реакционной серии, можно рассматривать как потенциальный реакционный центр В этом случае для каждой молекулы, входящей в состав реакционной серии, все ее остальные N-I атомов рассматриваются как единый суб-заместитель

Следует отметить, что предложенная процедура Зх-мерного корреляционного анализа позволяет рассматривать любые количественные характеристики, так или иначе связанные с изменением свободной энергии AG без предварительного определния стандартного значения AG0, как того требут традиционные корреляционные методы; соответствующая величина может быть установлена как свободный член линейного соотношения (24):

= + (24)

I *к rrc-i

Очевидно, что предложенная схема должна a priori успешно работать при описании реакционных серий, которые в принципе могут быть количественно проанализированы с использованием индуктивных и стерических групповых констант, поскольку параметры о* и R '¡, теоретически рассчитываемые в рамках базовых для описываемого подхода уравнений (1) и (2а), находятся в превосходном соответствии с их экспериментальными табличными значениями. Полярный резонанс.

Поскольку лежащие в основе разработанного подхода модели описывают только индуктивные и стерические взаимодействия, возможный вклад резонансного эффекта в величину AG не может быть учтен непосредственно. Тем не менее, было установлено, что аддитивная модель индуктивного эффекта достаточно адекватно описывает электронные взаимодействия в различных сопряженных системах, и лишь некоторые из них, подверженные влиянию прямого полярного сопряжения, могут составить исключение. Таким образом, разработанный подход потенциально обладает достаточно широкой предсказательной способностью.

Собственно процедура 3-х - мерного корреляционного анализа включает три последовательных операции.

Подготовка исходных данных. Первым шагом является создание стандартных структурных файлов молекул реакцонной серии. В файле, описывающем оптимизированную геометрию молекулы, каждму ее атому ставится в соответствие номер, тип и пространственные координаты. Атомарные типы, операционные параметры g которых являются неизвестными уравнения (24), определяются согласно природе и валентному состоянию атомов. Их ионизация, сопряжение или специфическое молекулярное окружение также могут быть учтены (например, можно рассмотреть 2 типа sp2 - углерода - для атомов С= входящих в С=С или С=0 фрагменты, соответственно). Следует отметить, что процедура определения атомарных типов не имеет каких-либо строгих ограничений, что существенно расширяет возможности метода Составление R - Матрицы Формализм разработанного подхода предполагает, что для каждой молекулы реакционной серии должет быть определен атом, являющийся ее реакционным центром. Для этого вводится вектор гс, длина которого равна числу молекул реакционной серии М и содержащий последовательность номеров атомов, выбранных в качестве реакционных центров [гс/, ГС2,. ■ ■ .гсм].

После того, как реакционные центры молекул определены, необходимо составить R -

матрицу сумм -, соответствующих представленным атомарным типам:

к г

В представленной [М х К] - матрице М - число вертикальных элементов матрицы (строк), соответствующее числу молекул реакционной серии, К- число горизонтальных элементов (колонок), определяемое типами атомов, представленных в молекулах серии. Значение к

соответствует числу атомов типа т в молекуле у, а

расстояниям между атомами

типа т и реакционным центром гс в молекуле у. Если атом(ы) типа т не представлены в молекуле п, то соответствующий элемент матрицы принимается равным 0. РЬБ - решение. После того, как к-матрица определена, вектор М - значений АО, "Да, АС,

собственно являющихся предметом анализа, может быть рассмотрен как массив

зависимых параметров.

Запишем уравнение (24) в матричной форме:

(25)

Очевидно, что его решением является вектор операционных атомарных параметров gl 8,

82

,8к

, соответствующих К атомарным типам.

Если число молекул реакционной серии превосходит число определенных атомарных типов, то есть М>К, система (25) является согласованной и может быть решена относительно

В качестве одного из приблизительных способов решения системы (25) можно использовать метод наименьших квадратов. В этом случае вертикальные элементы Я-матрицы можно рассматривать как массивы независимых, а вектор ЛО как массив зависимых значений многопараметровой линейной регрессии. Если соответствующая регрессия вида (24) установлена с достаточно высокой точностью, то ее линейные коэффициенты представляют собой не что иное, как операционные атомарные константы соответствующие изначально определенным типам атомов. Свободный член регрессии (24) может рассматриваться как стандартное значение АО0 реакционной серии, не требующее предварительного постулирования.

Анализ физического смысла операционных атомарных параметров Атомарные операционные константы &, устанавливаемые в рамках базового соотношения (24), могут использоваться для расчета неизвестных значений АО для однотипных молекулярных систем, состоящих из атомов с известными В тоже время очевидно, что

параметры gi не отражают вкладов индуктивной и стерической составляющих в эффект заместителей, и их физический смысл остается неопределенным. Таким образом, анализ значений & является актуальной задачей, и корреляции, найденные ранее в рамках стерической и индуктивной моделей, могут служить его основой.

Уравнения для индуктивной и стерической констант (7) и (3) позволяют представить устанавливаемые в рамках общего сотношекия (26) атомарные параметры 15, в .виде суперпозиции индуктивной и стерической составляющих:

= аАх.-к- + ¿'Я' (26)

Очевидно, что если удовлетворительная корреляция типа (26) установлена, то на ее основе можно не только рассчитывать неизвестные значения но также и выразить зависимые параметры АО через индуктивные и стерические константы Тафта в рамках обычного двухпараметрового уравнения (22).

Если "индуктивная" электроотрицательность атома - реакционного центра неизвестна, то значения $ могут быть установлены в рамках двухпараметровой корреляции (27):

Я, = , (27)

где коэффициент Ъ' включает величину хрс- Таким образом, корректное разделение индуктивного и стерического эффектов требует точного установления природы (ЭО) реакционного центра.

Тем не менее, соотношение (27) позволяет проводить расчет неизвестных значений g, которые, в свою очередь, могут использоваться для получения неизвестных параметров АС в рамках уравнения (24).

Разработанная процедура 3-х - мерного корреляционного анализа, рассматривающая эффект заместителей без его предварительного разделения на стерическую и полярную составляющие, обладает рядом несомненных преимуществ:

1. Прежде всего, она свободна от ограничений, связанных с выбором подходящей шкалы заместителей (наиболее полной или подходящей)

2 Используемое приближение "РЦ-остальная часть.- молекулы", когда все атомы, кроме РЦ, рассматриваются как один суб-заместитель, исключает неопределенность выбора стандарта для реакционной серии, что зачастую представляет существенную трудность для традиционных методов корреляционного анализа. Как уже было показано, соответствующее стандартное значения АО0 может быть определено как свободный член многопараметровой регрессии (24).

3. Обсуждаемый метод оперирует непосредственно межатомными расстояниями, что делает его конформационно - чувствительным, в отличие от всех известных ЛСЭ-подходов.

4. Разработанный продход позволяет учитывать эффект ионизации (путем отнесения атома в его ионизированном и электронейтральиом состояниях к двум различным типам), что имеет принципиальную важность для многоосновных молекул.

5. В рамках предложенной модели возможно рассмотрение всех потенциальных реакционных центров серии, что, кроме всего прочего, может дать дополнительную информацию о механизме исследуемого процесса.

6. Немаловажно и то обстоятельство, что сколь угодно объемные массивы данных в рамках разработанного подхода, оперирующего простым математическим аппаратом матричной алгебры, могут быть проанализированы быстро и эффективно.

Разработанный метод принципиально меняет методологию корреляционного анализа, заменив итеративной компьютеризированной процедурой привычный поиск подходящих табличных значений групповых констант, составляющих линейную корреляцию с экспериментальными данными.

Практические преимущества и возможности разработанного Зй - подхода были впервые продемонстрированы на классических реакционных сериях диссоциации карбоксильных кислот и протонированных органических аминов, послуживших в свое время основой создания традиционного корреляционного анализа.

Трехмерный корреляционный анализ в описании диссоциации карбоксильных кислот и органических аминов.

Значения констант диссоциации 827 разнообразных неароматических карбоксильных кислот (в том числе полипептидов) были приведены к стандартным условиям (25С и 1=0) и проанализированы методом трехмерного корреляционного анализа в рамках соотношения:

—

рКпсоон = const + £-

(28),

Параметр s° в уравнении (28) - введенная операционная константа, отражающая способность атома определенного типа влиять на рКа кислоты, г- расстояние от атома г до реакционного центра (атома кислорода карбоксильной группы), N - число атомов в молекуле RCOOH.

Всего был определен 21 атомарный тип, представленный в молекулах данной серии. Таким образом, была полученна [827 х 21] Л - матрица, вертикальные элементы которой рассматривались как независимые переменные, в то время как значения термодинамическихрКа - как зависимые переменные полиномального уравнения (28). Соответствующая многопараметрсвая регрессия (28) была установлена с высокой точностью: Const = 4.84+/-0.12; R = 0.9703; N = 827; So=0.1035. На схеме 5 соотношение между установленными и экспериментальными значениями рК карбоксильных кислот представлено графически.

Схема 5. Экспериментальные и рассчитанные по уравнению (28) значения рК карбоновых кислот.

Аналогичным образом, в рамках разработанного подхода была рассмотрена реакционная серия констант диссоципции рКа, соответствующих различным протони-рованным органическим аминам. Общеизвестно, что основность аминов определяется полярным влиянием заместителей у атома азота и может быть количественно описана соответствующими индуктивными константами. Подобные соотношения многократно приводились в литературе для серий первичных, вторичных и третичных аминов. При рассмотрении констант диссоциации аминов в рамках трехмерного корреляционного анализа мы не разделяли общий массив, содержащий 802 значения рКа, органических аминов на серии первичных, вторичных и третичных производных. Термодинамические значения рК„ аминов были затем рассмотрены как зависимые переменные единого полиномального уравнения.

0.0000 2.0000 4.0000 б.ОООО 8.0000 10.0000

pKRt„ = const +

(29)

где S^ - операционный параметр, отражающий относительный вклад атома данного типа в параметр основности амина, г- расстояние от атома г до ионизируемого атома азота.

Многопараметровая регрессия (29) была установлена с высокой точностью: (const = 9.12Ш.019; R = 0.9659; N=802; So=0.1819), что позволяет использовать полученные операционные константы S* для расчета основности органических неароматических аминов. Корреляция между экспериментальными и установленными значениями рКа аминов представлена в графическом виде на схеме 6. Отметим, что весь рассмотренный массив значений pIQ для первичных, вторичных и третичных производных, был описан единой корреляцией (29) высокого качества. Таким образом, установленные в рамках сотношений (28) и (29) значения параметров 8° и Смогут быть использованы соответственно для расчета констант диссоциации неароматических карбоновых кислот и аминов сколь угодно сложного строения, но содержащих атомы только определенных типов.

Физический смысл утановленных параметров S" и 6, был проанализирован в сответствии с разработанным соотношением (27).

Были установленны следующие корреляции с соответствующими величинами xR2 и Я2: S° =(-14.51±1.33)^,Л; +(32.14 ±3.89)Д,г (30)

R = 0.9395; N=15; S0 = 2.7478.

в,4 = (-32.14 ±1.97)* + (69.99 ± 5.53 )Л/ (31)

R = 0.9781; N=14; S° = 3.6558. Корреляции (30), (31) могут также быть представлены следующим образом:

S; = -14.51(^,-2.21)^ (32)

<5/ = -32.14(дг,-2.17)/?> (33)

Суперпозиция уравнений (28) и (32) позволяет, таким образом, выразить константы диссоциации рК карбоновых кислот RCOOH (когда атом ионизируемого кислорода рассматривается в качестве реакционного центра) через фундаментальные параметры составляющих атомов:

Репсом =4.84-14.5lg^^M

I ri

Аналогичным образом параметры основности аминов в приближении атома азота-реакционного центра можно описать сотношением:

I ri

Goem 6, Экспсртеттьные ирассчытсишыз поурааепт (29) значениярК^ ашюв.

где Xi - "индуктивная" электроотрицательность /-того атома, R - его ковалентный радиус и г - расстояние до реакционного центра.

Учитывая незначительность расхождений установленных в рамках соотношений (32) и (33) значений 2.21±0.26 и 2.17+0.27 с электроотрицательностью РЦ ^=2.10 в базовом уравнении модели (7) для индуктивных констант Тафта, установленное 3 D-соотношение (28) для рКа карбоксильных кислот может быть записанно в традиционном формате о*\ рККС(Ю1{^4М-1Я5а*> (34)

(где а* - расчетный параметр индуктивного влияния молекулярного окружения ионизируеммого атома кислорода карбоксильной группы). Аналогичным образом, корреляцию (29) можно представить как:

^=9.12-4.1(7* , (35)

(где индуктивная констнта а* отражает эффект молекулярного окружения на положительно заряженный атом азота).

Весьма примечательно, что формула (34) согласуется с известным в литературе корреляционным уравнением для констант диссоциации карбоксильных кислот рК (RCOOH ) = 4.66 -1,62сг * , а соотношение (35) близко к ЛСЭ - обоснованным зависимостям для первичных (рК(№Н2) = 10.15 -3.14с*), вторичных (pK[R'R"NH) = 10.59-3.23<т*) и третичных (^(й,Л"й'"ЛГ) = 9.61-3.30сг*) аминов. В то же время следует особенно подчеркнуть, что разработанная 3D - методология установления корреляционных уравнений, использованная при выводе соотношений (34) и (35) совершенно отличается от традиционной процедуры корреляционного анализа.

Количественное описание потенциалов ионизации органических аминов в газовой фазе. Успех применения аппарата трехмерного корреляционного анализа для описания основности неароматических аминов в водной среде, побудил нас к изучению влияния заместителей на энергию ионизации аминов в газовой фазе. Процесс ионизации аминов, приводящий к возникновению N-центрированных радикал-катионов (схема 7) на протяжении долгого времени является предметом пристального изучения. В литературе предпринимались попытки описать зависимость потенциалов ионизации ограниченного круга аминов от их строения с привлечением относительно большого числа параметров как отражающих индуктивный, резонансный и поляризационный эффекты, так и выбранных достаточно произвольно. Схема 7.

I I

n— —»- { n—

I I

В рамках разработанного ЗО-подхода мы рассмотрели значения газофазных адиабатических и вертикальных потенциалов ионизации 1£Г, IEтг! широкого круга аминов В соответствии с описанной выше методикой были установлены надежные многопараметровые корреляции (36) и (37) для массивов значений IH*1 и IE""1:

H-l J-Wrt

= (36)

i 1

R = 0.9547, N=287, S=0.331.

.v-l • ad

+const 2 (37)

i-i

r,

R = 0.9609, N=231, S=0.341.

где N - число атомов в молекуле амина, а ¡еГ" и /е/1* - операционные атомные параметры, отражающие способность атома определенного сорта к проявлению внутримолекулярных взаимодействий, определяющих значения 1Е*1 и соответственно. Графические зависимости между экспериментальными и теоретически рассчитанными значениями 1Е"1 приведены на схемах 8 и 9.

Схема 8. Экспериментальные и рассчитанные адиабатические потенциачы ионизации аминов 1Е

Схема 9. Экспериментальные и рассчитанные вертикальные потенциалы ионизации 1Е**

в

с

11

Ю

9

в

7

б

5

8 9 10 11 ^.яцйши

в О 1110

8 >•

7в

s а 10 11

Значения ¡е"^"" параметров были затем проанализированы по подобию корреляции (26), что позволило выявить следующие зависимости:

¡е'* = А.55(х ~ 2.79)Л2

iev'r' = 4:38(2" - 2.98)Я2

Если предположить незначительность стерическопо эффекта в процессе переноса электрона, то установленные в рамках соотношений значения 2.79±0.7 и 2.98±0.7, которые согласно уравнения (27) должны описывать % реакционного центра, действительно находятся в хорошем соответствии с "индуктивной" ЭО азота (2.59). Таким образом, установленные закономерности в ионизационных свойствах органических аминов можно отнести на счет полярного влияния заместителей на атом азота в основном состоянии. Кроме того, установленные соотношения свидетельствуют о том, что соответствующие полярные взаимодействия могут быть корректно описаны без привлечения дополнительных коррекционных параметров, таких, как число атомов водорода у азота - реакционного центра, традиционно используемых в подобного рода исследованиях. Необходимо лишь полно и корректно учитывать реальное трехмерное строение исследуемых соединений, осуществляемого, например, в рамках разработанного метода 3-х - мерного корреляционного анализа.

Успешное описание энергетики процессов, вовлекающих радикалообразные частицы (см. схему 7), вселило надежду, что разработанный 30 - подход может быть использован и для исследования наиболее неоднозначной и трудноразрешимой проблемы современного корреляционного анализа, а именно - описания эффектов заместителей в гемолитических процессах.

7

Трехмерный корреляционный анализ эффектов заместителей свободнорадикальных систем.

Известно немало примеров успешного использования полярных констант для описания эффектов заместителей в свободнорадикальных реакциях, В то же время, существующие примеры количественной интерпретации реакционной способности свободных радикалов, как правило, ограничиваются ароматическими систе-мами, Более того, принципиальная применимость уравнения Гаммета для гемолитических процессов зачастую и вовсе ставится под сомнение,

Мы рассмотрели возможность приложения разработанного подхода к одному из наименее изученных с позиций "радикальных" эффектов заместителей процессов - реакции переноса электрона в свободных радикалах. При этом мы не ограничивались узкими сериями ароматических соединений, а рассмотрели одноэлектронные процессы с участием самых разнообразных С-, N-, S- и О - центрированных радикалов как ароматического, так и алифатического рядов. Значения одноэлектронных потенциалов ионизации свободных радикалов в газовой фазе были взяты из NIST on-line базы данных и проанализированы методом 3-х - мерного корреляционного анализа. С»-радикалы.

В соответствии с разработанным подходом, значения потенциалов ионизации (IP) и сродства к электрону (ЕА) углерод-центрированных радикалов были рассмотрены в рамках соотношений (38) и (39):

(38),

i«'/

-EAUt.=Zef2 (39),

ICR 'i

включающих в качестве стандартов значения IP и ЕА для метального радикала, при том, что атом углерода, несущий неспаренный электрон, принят в качестве реакционного центра.

Значения IP (ЕА) были воспроизведены в рамках соотношений (38) и (39) с высокой точностью; их статистические параметры корреляций представлены в таблице 3. Физический смысл установленных операционных параметров е+/~ был проанализирован в соответствии с соотношенем (26), что позволило выразить константы е* для Сцентрированных радикалов как:

е* = (1.09 ± 0.33)XiR} ~ (5.49 ± 0.97)Я,2 R = 0.9509, N = 8, S = 0.2661, или<>; = 1.09(г, -5.04)Л*. При аналогичном рассмотрении параметров е", полученных из значений сродства к электрону С- радикалов, была установлена корреляция: ef = (164±0.43)%Дг ~(3,17±1.26 R = 0.9502, N = 7, S = 0.3284, шдаеГ = 1.64(£ -1.93)R?. Таким образом, значения ионизационных потенциалов ионизации и сродства к электрону С - центрированных радикалов в газовой фазе могут быть выражены через фундаментальные атомные параметры в рамках уравнений (40) и (41), соответственно:

+ 1.09 ^^тЛ04^,:. (40)

Полученные соотношения демонстрируют тот факт, что подавляющее большинство атомов, будучи введенными в окружение С*- реакционного центра, приводят к понижению соответствующей энергии ионизации и к повышению сродства к электрону, по сравнению с метальным радикалом.

Становится очевидным, что атом заместителя должен обладать исключительно высокой электроотрицательностью (х>5.04), чтобы в большей степени стабилизировать радикал, нежели соответствующий катион'. В свою очередь, соотношение (41) иллюстрируюет тот факт, что для большинства атомов (х>1.93) преобладающей является стабилизация аниона. Таким образом, можно придти к заключению, что описанные эффекты заместителей, определяющие электронные потенциалы свободных радикалов, всецело относятся к стабилизации соответствующих ионов.

Таблица 3. Статистические параметры корреляций типа (1), (2),

Класс радикалов Свойство N Д

С- центрированные 1Р 48 0.9768 0.2345

ЕА 20 0.9816 0.1995

Б- центрированные 1Р 7 0.9278 0.6105

ЕА 10 0.8390 0 1491

О- центрированные 1Р 10 0.9938 0.3557

ЕА 12 0.9836 0.1150

И- центрированные 1Р 5 0.968 1.041

ЕА б 0.9744 0.2179

Аналогичным образом мы рассчитали ионизационные энергии О, в, центрированных радикалов в рамках базовоых уравнений (38) и (39).

Установленные таким образом атомные операционные параметры е+/" были затем проанализированы в виде коореляций (26).

Найденные соотношения представлены ниже в соответствии с типами радикалов и в том же порядке, который был принят для С- радикалов. О* - радикалы.

Для кислородцектрированных радикалов операционные параметры е*, определяющие относительный вклад атомов в энергию ионизации системы, с высокой точностью описываются с помощью атомарных элекгроотрицательностей и ковалентных радиусов в соответствии с уравнением:

< = (3.94 ± 1 Щх^ ~ 0 8.77 + 2.93)^ Я = 0.9891, N = 8, Б = 0.7342, или е; =3.94(^, -4.76)^. Соответствующие атомарные параметры е определяются аналогично: е- =(1.25±0.27)^Дг -(2.31±0.79)Д,2 Я = 0.9808, N = 7, в = 0.1975, или < =1.25(^-1.84)/?. Таким образом, энергия ионизации алкокси-радикалов 1Р(ЯО) может быть представлена в виде соотношения:

Л (у,-4.76

I2

Следовательно, сродство к электрону О- радикалов определяется через атомарные параметры следующим образом:

Б» - радикалы.

Атомные операционные константы сероцентрированных радикалов е* и е , определенные из величин потенциалов ионизации и сродства к электрону, коррелируют с атомарными злекгроотрицательностями и атомными радиусами с меньшей точностью: < = (1.71 ±2.19)/, Д2-(1129±593)Д,2

0.9368, N=5, в =1.3768, или е* - 1,71(х, - 6.61)Д2;

=(-3.27 ±1.41 )хЛ1 +(6.84±3.68)Д/ Я = 0.8739, N = 5, Б = 0.5329, или е;=-3.27(^.-2.09)Д2. Тем не менее, полученные соотношения, связывающие энергии ионизации в- радикалов с параметрами атомов, их составляющих, представляются достаточно обоснованными:

(-1 ч

Сродство к электрону сероцентрированных радикалов будет определяться формулой: И« - радикалы.

Качество аналогичной корреляции, полученной для азотцентрированных радикалов, является неудовлетворительным, прежде всего, из-за недостаточности и неточности соответствующих экспериментальных данных, поэтому имеющиеся у нас сведения об ионизации № центрированных радикалов не могут служить основой для дискуссии. Тем не менее, мы сочли возможным привести полученные нами соотношения, определяющие параметры е* и е для атомов, составляющих 1Ч-центрированные радикалы. Как и в предыдущих случаях, здесь использованы значения элекгроотрицательности и размера атомов, составляющих соответствующий Ы- радикал: е* = (1.14 ± 10.70)^,Д2 - (12.01 ± 24.9)й,2 Я = 0.8393, N = 4, 5=1.9877, щш<- = 1.14(^-10.55)^; е' = (6.24 ±0.41)^ Д2 -(13.76 ±0.92)^ Я = 0.9977, N =3, Б = 1.041, или <"=6.24(^,-2.20)^. Энергии ионизации азотцентрированных радикалов могут быть представлены как:

(«I г/

Соотношения между экспериментальными и рассчитанными значениями энергий сродства к электрону и потенциалов ионизации всех рассмотренных классов свободных радикалов представлены графически на схемах 10 и 11.

Схема 10, КАрасчет \ersus ЕЛ эксперимент Схема 11. 1Ррасчет уег$и51Р эксперимент

(где л 5 - центрированные радикачы; о N - центрированные радикалы; А О -центрированные радикалыС - центрированные радикачы)

Примечателен тот факт, что в соответствии с базовым выражением (26) приведенные двухпараметровые корреляции, связывающие операционные атомарные константы е* и е с величиными и Л2, могут быть использованы для установления значений электро-отрицательностей ионных форм атомов С, Б, N и О, рассмотренных в качестве реакционных центров. Таким образом были установлены представляющиеся разумными величины: Х(С+) = 5.04. х(С") = 1.91, х^) = 6.61, уХ$1 = 2.09, = 4.76, х(О-) = 1.84, х(Ю = 2.20.

ч' '' « е

Групповые шкалы С+ « 0_

Установленные эмпирические параметры е+/" были также использованы для введения групповых шкал, обозначенных наш! как ег® и сг1 и позволяющих рассчитывать значения IV и ЕА углерод-центрированных радикалов на основе аддитивного уравнения: 1Р(ЕА) = 1Р0 (ЕА„) + с' (сг")

Соответствующие параметры были рассчитаны для наиболее распространенных органических заместителей, исходя из стандартных геометрий и установленных значений

атомов, входящих в состав этих заместителей. Данные радикальные шкалы, основанные на реакциях электронного переноса и рассматривающие эффект замещения на групповом уровне аддитивности, подобно а -константам Гаммета, отражают брутто - влияние заместителя на радикальный реакционный центр, без его разделения на индуктивную, резонансную и стерическую составляющие.

Использование групповых шкал <т+ и <т! упрощает процедуру расчета ионизационных энергий радикалов, и избавляет от необходимости установления межатомных расстояний.

Трехмерный кореляционный анализ энергий диссоциации С-Н- связей. Одним из наиболее перспективных аспектов практического применения апарата трехмерного корреляционного анализа оказалось его успешное использование в количественном описании энергий связей.

Мы рассмотрели актуальные для химии свободных радикалов параметры энтальпий гемолитической диссоциации связи углерод - водород 1ЮЕ(СН), которые часто фигурируют в качестве критерия стабильности соответствующих С - радикалов Использование 3-х - мерного корреляционного анализа позволило выразить энергии связей С-Н самых разнообразных соединений в рамках соотношения (42):

ВОЕт[-ВОЕаи^^- (42)

I

Я = 0.9773, Ы= 72, Б == 8.484 (КДж/моль).

Здесь ВВЕ(СН4) -энергия связи С-Н в молекуле метана, ВОЕ(НзСН) -энергия связи СН в соответствующем производном, с№г, - атомарный операционный инкремент, соответствующий параметру в базовом уравнении (24), Установленная корреляция (42) представлена графически на схеме 12.

Схема 12. Соотношение между установленными

и экспериментальными значениями ВОЕ (С-Н). Статистические параметры корреляции

(42) позволяют утверждать, что разработанный подход с высокой точностью описывает энергии СН-связей. Установленные операционные значе-ния Л могут быть успешно исполь-зованы для расчета неизвестных значе-ний И?Е(СН), кроме всего, активно используемые в изучении реакций свободнорадикаль-ного переноса атома водорода, имеющих принципиальное значение для многих природных и технологических процессов и органического синтеза.

Трехмерный корреляционный анализ как эффективный метод молекулярного моделирования.

С целью изучения практической применимости установленного корреляционного уравнения (42) было проведено экспериментальное определение энергий С-Н связей в некоторых, в том числе ранее неизученных содинениях, а также был осуществлен ряд теоретических расчетов 1ЮЩСИ) с использованием методов квантовой химии. Энтальпии гемолитической диссоциации связей СН в молекулах циклогексана, 1,4-цикпогексадиена, пирролидина, триэтиламина, тетрагидрофурана и 1,4-диоксана были экспериментально определены в рамках фотоакустического эксперимента. Метод фотоакустической калориметрии используется для определения теплового эффекта фотоинициированных химических реакций в растворах и имеет особенно широкое применение для экспериментального определения энергий ковалентных связей. Установленные фотоакустические отклики реакций третбугоксил-радикала с молекулами циклогексана, 1,4-циклогексадиена, пирролидина, триэтиламина, тетрагидрофурана и 1,4-диоксана были преобразованы в соответствующие энергии связей СН в исследованных соединениях, представленные в таблице 4,

Там же собраны некоторые литературные значения ЕШЕ(СН), также полученные методом фотоакустической калориметрии.

ВОЕ ехрег

460 440 420

Ж

300 350 400 450 ВОЕ №еог

500

Таблица 4. BDE(C-H) в юсач/моль, рассчитанные в DFT-базысах B3LYP/6-3 ¡G(d) и B3LYP/6-3lG(d,p), соответствующие экспериментальные значения и величины, моделированные на основе Зх мерного корреляционного анализа

Эксперимент DFT Уравнение (42)

R BDE(R-H) BDE(R-H)" BDE(R-H)

1СН3 105" 105.0(105.7) 102.7

2 CjHj 101b 100.3 (101.0) 100.5

ЗС3Н7 101" 100.9(101.6) 99.6

4 СН3СНСН3 98ь 96.4 (97.1) 98.4

5 С(СНэ)з 96ь 93.2 (94.0) 96.2

6 с-С}Н5 106.4 (107.2) 106.2

7 с-С*Н7 9б.5ь 97.3 (98.0) 97.4

8 с-С&Нп 97 96.9 (97.6) 97.0

9 СН2=СНСН2 86.5" 85.0 (85.9) 83.8

10СН2=СНСНСН3 84ь 80.2 (81.5) 85.2

11 с-CsH7 77 71.4(72.3) 77.1

12 СбН3СН2 90ь 87.8 (88.6) 91.3

13 СбН5СНСНз 87ь 84.8(85.7) 89.1

14 c-CiHsN 87(90) 88.2 91.7

15 (C2H3)JNCHCH3 89 89.9 90.7

16 С4Н7О 92 90.7(91.6) 93.0

17 С4Н7О2 96 94.6 95.7

I8CCI3 96ь 92.1 95.9

" в скобхах - результаты B3LYP/6-31(d,p) расчетов ь экспериментальные значения BDE(CH) взяты из литературы.

Приведенные экспериментальные значения BDE (СН) были затем воспроизведены в рамках квантово-химических вычислений, проведенных в DFT-базисе B3LYP/6-3lG(d). Геометрии молекул и их колебательные частоты рассчитывались с использованием программы Gaussian 94W (версия Е.З, для PC с процессором 300MHz и выше). Кватовохимические значения BDE(C-H), также собранные в таблице 4, сответствуют конформерам RH и R- с наименьшей энергией (298К). Там же даны аналогичные значения, установленные для некоторых соединений в базисе 6-31 G(d,p), и превышающие б-31 G(d) -расчет примерно на 1 ккал/моль.

Рассчитанные теоретически значения BDE свидетельствуют о том, что в базисе 6-31G(d) метод DFT примерно на 0-3 ккал/моль недооценивает (относительно эксперимента) энергии СН связей в углеводородах, содержащих гегероатомы. Существенные расхождения также наблюдаются и для непредельных систем, где источником неточности, скорее всего, являются'энергии соответствующих молекул с закрытой электронной оболочкой. Тем не менее;' полученные результаты, в целом, свидетельствуют о неплохом соответствии между i)FT - расчетами и экспериментом!'

Затем, значения энергий СН - связей в исследованных соединениях были рассчитаны в рамках уравнения (42), установленного ранее методом 3-х - мерного корреляционного анализа. В* расчетах использовались квантовохимические атомарные координаты и значения установленных операционных атомарных параметров dh. Рассчитанные на основе уравнения (42) энергии связи СН в исследованных соединениях также даны в таблице 4.

Их сопоставление с экспериментальными и квантовохлмически рассчитанными величинами BDE(C-H) позволяет с определенной уверенностью констатировать, что в

данном случае точность разработанного подхода ничуть не уступает, а зачастую и существенно превосходит квантовохимические методы.

При этом нелишним будет отметить, что если расчет одного значения энергии связи СН в рам-ках даже наиболее эффективных БЕТ - подходов требует нескольких дней или даже недель расчетного времени на один процессор, то определение той же самой величины в рамках уравнения (42) при наличии калькулятора осуществляется мгновенно.

Основные результаты и выводы.

1. На основе установленной ранее функциональной зависимости для констант Тафта была разработана статистическая линейная модель, позволившая с высокой точностью рассчитать индуктивные константы всего доступного массива органических, ароматических и эпементооргакических заместителей, включая заряженные. Практическая применимость разработанного подхода продемонстрирована на примере обширного литературного материала по реакционной способности органических и элементоорганических соединений. Показана возможность применения модели дая описания физических свойств ФОС, в частности, ЯМР - спектров фосфорилзамещенных этиленов и а-аминофосфонатов. На примере фосфорилзамещенных гидразидов карбоновых кислот показана эффективность применения индуктивной модели для анализа различных типов биологической активности ФОС.

2. Разработана система "индуктивных" ЭО атомов, основанных на значениях эмпирических индуктивных констант, и, таким образом, отражающих реальные донорно-акцепторные свойства соответствующих элементов. Разработана система «индуктивных» групповых х, не подразумевающая, в отличие от большинства аналогичных подходов, выравнивание ЭО. Разработанная система "индуктивных" ЭО выявила ряд новых аспектов применения групповой ЭО: ее взаимосвязь с конфордацией, постоянство вне зависимости от природы реакционного центра, взаимосвязь с индуктивной и стерической константами.

3. В рамках концепции «индуктивных» ЭО разработана система расчета «индуктивных» парциальных зарядов, проясняющая физический смысл предложенной модели индуктивного эффекта.

4. Разработаны "индуктивные" аналоги химической жесткости-мягкости атомов, групп и молекул. Физический смысл "индуктивных" индексов рассмотрен на основе предложенной модели, рассматривающей пару взаимодействующих атомов как плоскую конденсаторную пару.

5. Использование разработанного метода расчета групповых ЭО для описания обширного массива констант спин-спинового взаимодействия в фосфорилированных этиленах продемонстрировало практическую значимость "индуктивной" % и обширные возможности ее применения.

6. Разработан новый метод количественного описания эффекта заместителей, названный «трехмерным корреляционным анализом», позволяющий учитывать пространственное строение заместителей. Подход позволяет анализировать эффект заместителей без его разделения на полярную и стерические составляющие.

7. Практическое применение данного подхода позволило с высокой точностью описать классические реакционные серии диссоциации карбоновых кислот и органических аминов. В рамках разработанного подхода также было количественно описано влияние заместителей на энергии ионизации аминов в газовой фазе.

8. Высокая эффективность и практические преимущества разработанного метода позволили провести количественное описание энергий ионизации разнообразных С, N. Б, О - центрированных радикалов, что позволило выявить физическую природу соответствующих эффектов заместителей.

9. Введены новые «радикальные» шкалы параметров erf и erf, определяющие брутго-влияние заместителей в реакциях одноэлектронного переноса с участием С- радикалов и обладающие высокой предсказательной способностью.

10. Применение аппарата 3-х мерного корреляционного анализа позволило описать большой массив величин энергий диссоциации связей и установить операционные атомные константы dh, применимые в предсказании неизвестных значений энергий диссоциации СН - связи BDE(CH). Проверка адекватности расчитанных BDE(CH), проведенная как экспериментально - методом фотоакустической калориметрии,- так и при помощи квантовохимических расчетов, подвердили эффективность и высокую точность разработанного подхода.

Основное содержание диссертации опубпитеано в следующих работах:

1. Черкасов А,Р., Галкин В.И., Черкасов Р.А. Индуктивный эффект заместителей в корреляционном анализе: проблема количественной оценки. // Успехи химии. -1996. -Т.65, Вып. 8.-С.642-656.

2. Черкасов А.Р., Галкин В.И., Зуева Е.М., Черкасов Р.А. Новая модель индуктивного эффекта: шкала "индуктивных" электроотрицательностей. // ЖОХ. - 1996. - Т. 66, Вып. 5. - С. 877-878.

3. Черкасов А.Р., Галкин В.Й., Зуева Е.М., Черкасов Р.А. Новая модель индуктивного эффекта: групповые "индуктивные" электроотрицательности. // ЖОХ.-1996.-Т. 66, Вып. 3,-С. 411-416.

4. Cherkasov A.R., Galkin V.I., Sxbgatullin I.M., Cherkasov R.A. A new model of inductive effect in analysis of organophosphorus reactivity. //Phosph. Silicon Su!p.-i996 - V. 111.- P. 141.

5. Galkin V.I., Cherkasov A.R., Sayakhov R.D., Cherkasov R.A.. Steric and inductive models for analysis of organophosphorus and organoelement reactivity. Н XI Intern. Conf. on. Chem. oforganophosph. compounds. 1996, Kazan, Russia,-P.3 8.

6. Sayakhov R.D., Cherkasov A.R., Maga&rov A R , Shamardanova A. A., Cherkasov R. A. The acid-base properties of aliphatic and aromatic aminophosphonic acid esters and their reactivity in reaction with phenylizocyanates. // XI Intern. Conf. on. Chemistry of organo-phosph. compounds. 1996, Kazan, Russia,-P. 183.

7. Черкасов A.P., Галкин В.И., Сибгатуллин Й.М., Черкасов Р.А, Модификация модели индуктивного эффекта. Уточнений подход к расчету индуктивных постоянных. // ЖОрХ:- 1997. - Т.33, Вып.9. - С.1320-1325.

8. Черкасов А.Р., Галкин В.И., Зуева Е.М., Черкасов Р.А. "Индуктивные" электроотрицательности у различных реакционных центров. IIЖОХ. -1997. - Т. 67, Вып. 1. -С. 92-98.

9. Черкасов А.Р., Галкин В.И., Зуева Е.М., Черкасов Р.А. Теоретический расчет групповых ЭО для анализа реакционной способности элеменгоорганических соединений. // Молодежный симпозиум по химии ФОС, г. С- Петербург, Россия, 1997. -С. 14.

10. Черкасов А.Р., Галкин В.И., Сибгатуллин И.М., Черкасов Р.А. Новая модель индуктивного эффекта в анализе реакционной способности элеменгоорганических соединений. // Тез.докл.научной сессии, посвященной памяти проф. ИМ.Шермергорна,-Казань. Россия, - 1997.-С.49.

11. Zueva Е.М., Galkin V.I., Cherkasov A.R., Cherkasov R.A. Determination of the electronic chemical potential within DFT. //Symposium on DFT and applications, 9-th Intern. Congr. on Quantum. Chem., Duke Univ., Durham, USA, 1997.-P.67.

12. Зуева E.M., Галкин В.И., Черкасов A.P., Черкасов Р.А. Определение электронного химического потенциала в рамках теории функционала плотности. Всеросс. копф. по теорет. химии, г. Казань, Россия, 1997.- С. 15.

13. Черкасов А.Р., Галкин В.И., Зуева Е.М., Черкасов Р.А. "Индуктивные" электро-

отрицательномти заместителей. // Бсеросс. конф. по теорет. химии, г. Казань, Россия, 1997- С, 103.

14. Черкасов А.Р., Сибгатуллин И.М., Галкин В.И., Зябликова Т А., Бузыкин Б.И., Хусаинова Н.Г., Черкасов Р.А. Применение "индуктивных" элекгроотрицательностей для оценки констант спин-спинового взаимодействия н структуры замещенных винилфосфонатов. II Всеросс. конф. по теорет. химии. -Казань, Россия, 1997.-С.102.

15. Cherkasov A.R., Galkin V.I., Cherkasov R.A. A new approach to the theoretical estimation of inductive constants. //J. Phys. Org. Chem. -1998. - V.11,N7.-P. 437-447.

16. Galkin V.I., Cherkasov A.R., Cherkasov R.A. Modelling of substituents electronic and steric effects. Effective analysis of organoelement and organophosphorus reactivity. // XIV Intern. Conf. on Phosph. Chem., Cincinnati, USA, 1998, -LW-1-1.

17. Cherkasov A.R., Galkin V.I., Cherkasov R.A. A new approach to theoretical calculation of group electronegativities and its application for organoelement reactivity. II XIVIntern. Can/, on Phosph. Chem., Cincinnati, USA, 1998, -LF-5-3.

18. Cherkasov A., Jonsson M. Substituent effect on thermochemical properties of free radicals. // 1st Nordic sypm. on radical chemistry, Boson, Sweden, 1998.

19. Черкасов A.P., Галкин В.И., Зуева E.M., Черкасов Р.А. Концепция электроотрицательности. Современное состояние проблемы. Н Успехи химии. -1998. -Т. 67, Вып. 5.-С. 423-441.

20. Cherkasov A., Jonsson М. Substituent effect on thermochemical properties of free radicals. New substituent scales for C-centered radicals. // J. Chem. Inf. Сотр. Sci. - 1998. - V.38, N6. -P. 1151-1156.

21. Зуева E.M., Галкин В.И., Черкасов A.P., Черкасов Р.А. Электроотрицательность в теории функционала плотности. Определение электронного химического потенциала основного состояния системы в приближении локальной плотности. //ЖОХ-1998. - Т. 68,Вып. И.-С. 1887-1892.

22. Зуева Е.М., Галкин В.И., Черкасов А.Р., Черкасов Р.А. Концепция электроотрицательности в химической структурной теории и квантовой химии. // Росс. хим. журнал. -1999.-Т. 43, Вып. 1. -С. 39-48.

23. Galkin V.I., Cherkasov A.R., Cherkasov R.A. Modelling of substituents electronic and steric effects. Effective analysis of organoelement and organophosphorus reactivity. // Phosph. Silicon Sulp. - 1999. - V.146. - P. 329-332.

24. Cherkasov A.R., Galkin V.I., Cherkasov R.A. A new approach to theoretical calculation of group electronegativities and its application to organoelement reactivity. // Phosph. Silicon Sulp. -1999. -V. 146. - P. 775-778.

25. Cherkasov A.R., Galkin V.I., Cherkasov R.A. "Inductive" electronegativity scale. // J. Mol. Struct. (Theochem). - 1999. -V.489, N1. - P. 43-46.

26. Cherkasov A. R., Balawender R., Komorowski L. Proton electronegativity and hardness in reaction with amines. H5-ih World Congr. of Theoretically Oriented Chemists, WATOC'99, London, UK, 1999.

27. Galkin V.I., Cherkasov A.R., Sibgatullin I.M., Cherkasov R.A. Theoretical calculation of substituent effects and steric effects for analysis of organoelement and organophosphorus Reactivity. II 12-th Intern. Conf. On Chem. of Phosphorus Compounds., Kyiv, Ukraine, 1999. -P. 59.

28. Cherkasov A, Jonsson M. Substituent effect on thermochemical properties of free radicals. Physical interpretation of the substituent effect // J. Chem. Inf. Сотр. Sci. - 1999. - V. 39, N6.-P. 1057-1063.

29. Cherkasov A., Jonsson M., Galkin V.I. A novel approach to the analysis of substituent effecs. Quantitative interpretation of ionization potentials and gas basicity of amines. // J. Mol. Graph Model, -1999. - V. 17, N1. - P. 28-43.

30. Черкасов А.Р., Галкин В.И., Черкасов Р.А. К вопросу о физической природе электроотрицательности. ИЖОрХ,- 1999. - Т. 35, Вып. 1. - С. 163-164

31. Черкасов А.Р., Галкин В.И., Черкасов Р.А. Трехмерный корреляционный анализ -новый метод количественного описания эффектов заместителей. 1 Научная конференция молодых ученых, аспирантов и студентов научно - образовательного центра КГУ "Материалы и технологии XXI века", г. Казань, Россия, 2000.- С. 29.

32. Зуева Е.М., Галкин В.И., Черкасов А.Р., Черкасов Р.А. Определение электронного химического потенциала кванговохимическими методами. 1 Научная конференция молодых ученых, аспирантов и студентов научно - образовательного центра КГУ "Материалы и технологии XXI века", г. Казань, Россия, 2000,- С. 109.

33. Зуева Е.М., Галкин В.И., Черкасов А.Р., Черкасов Р.А. Электроотрицательность в квантовой химии. ИЖОХ.-ШО. - Т. 70.- В печати (Рег.номер 9341).

34. Черкасов А.Р., Сибгатуллин ИМ., Галкин В.И., Черкасов Р.А. Применение модели индуктивного эфефкта для анализа реакционной способности элементсюрганических соединений. И ЖОХ. - 2000. - Т.70,- Вып. 2. - С.240-246.

35. Cherkasov A.R., Galkin V.I., Cherkasov R.A. "Inductive" electronegativity scale. 2. "Inductive" analog of chemical hardness. // JMoLSlruct. (Theoc}>em).-2000-V.497, N 4.-P. 115-123.

36. Kranenburg M., Ciriano M.V., Cherkasov A., Mulder P. The carbon-oxygen bond dissociation enthalpies in peroxyl radicals. // J. Phys. Chem. A. 2000, - V. 104, N .-P. 915-921.

37. Черкасов АР., Галкин В.И., Йонссон M., Черкасов Р.А. Корреляционный анализ в химии свободных радикалов. // Успехи химии. - 2000.-Т. 68 в печати

38. Cherkasov A., Jonsson M. Substituent effect on homolyticC-H bond dissociation enthalpies. U J. Chem. Inf. Сотр. &/..2000.-V.40, N 5.-P.1222-1226.

39. Zoueva E.M., Galkin V.I., Cherkasov A.R., Cherkasov R. A. Determination of electronic chemical potential within density fonctional theory. JMoI.Struct. (7beocfiem).-2000-V.501-502, P. 133-145.

Введение.

Глава I. Развитие новой модели индуктивного эффекта и ее использование в анализе реакционной способности органических и элемено-органических соединений.

1.1 Природа индуктивного эффекта и механизм его передачи.

1.2 Количественные методы оценки индуктивного эффекта.

1.3 Проблема единой шкалы индуктивных постоянных.

1.4 Аддитивная модель индуктивного эффекта.

1.5 Модификация аддитивной модели индуктивного эффекта. Учет индуктивного влияния атома водорода.

1.6 Применение модели индуктивного эффекта для анализа реакционной способности элементоорганических соединений.

Глава II. Концепция "индуктивной" электроотрицательности.

2.1 Электроотрицательность атомов.

2.2 Электроотрицательность групп.

2.3 Концепция "орбитальных" электроотрицательностей и принцип выравнивания.

2.4 Электроотрицательность и теория функционала плотности.

2.5 Концепция "индуктивной" электроотрицательности.

2.6 Определение "индуктивных" электроотрицательностей атомов и групп.

2.7 Расчет "индуктивных" электроотрицательностей in situ. "Индуктивная" химическая жесткость.

2.8 Физический смысл "индуктивных" индексов.

2.9 Интерпретация электроотрицательности в рамках модели валентных состояний атомов.

2.10 "Индуктивная" электроотрицательность в описании констант спин-спинового взаимодействия Р-Н в фосфорилированных этиленах.

Глава III. Трехмерный корреляционный анализ. Концепция и аспекты практического применения.

3.1 Электростатические модели в описании эффектов заместителей.

3.2 Трехмерный корреляционный анализ.

3.3 Трехмерный корреляционный анализ в описании диссоциации карбоксильных кислот.

3.4 3-х мерный корреляционный анализ в описании основности органических аминов.

3 .5 Анализ физического смысла операционных атомарных параметров.

3.6 Количественное описание потенциалов ионизации органических аминов в газовой фазе.

Глава IV. Трехмерный корреляционный анализ в определении эффектов заместителей свободнорадикальных систем.

4.1 Корреляционный анализ в химии свободных радикалов. Развитие и современное состояние проблемы.

4.2 Трехмерный корреляционный анализ в определении энергий ионизации свободных радикалов.

4.3 Окислительно-восстановительная стабильность свободных радикалов.

4.4 Трехмерный кореляционный анализ в описании энергий диссоциации С-Н-связей.

Глава V. Трехмерный корреляционный анализ как метод молекулярного моделирования. Практическое применение и перспективы 5.1 Моделирование энергий С-Н связей: расчет и эксперимент. 5.2. Некоторые перспективы развития разработанных подходов

Глава VI. Экспериментальная часть.

6.1 Оптимизация геометрий молекул.

6.2 Фотоаккустический эксперимент. 6.2 Фотоаккустический эксперимент.

Результаты и выводы. Список литературы Приложение.

Актуальность работы. Связь строения органических и элементоорганических соединений с их реакционной способностью является одним из фундаментальных вопросов химии. Проблема количественного определения соотношений "структура -свойство" была и остается наиболее актуальной в теоретической химии. На протяжении последнего десятилетия был достигнут колоссальный прогресс в компьютерных технологиях, обеспечивающих совершенно новые и исключительно эффективные способы извлечения, хранения и передачи химической информации. Революционные открытия в областях молекулярной генетики, высокоточной кристаллографии, ЯМР-технологий, лазерной спектроскопии, новые способы анализа и синтеза ДНК, современные методики направленной мутации, изоляции и очистки протеинов, новые технологии компьютерного моделирования молекулярных процессов расширили границы химии до ранее немыслимых пределов, возведя ее в ранг подлинной науки о жизни. Развитие химических и биохимических методов, грань между которыми становится все более условной, позволило достичь существенного прогресса в понимании роли внутри- и межмолекулярных взаимодействий в важнейших процессах хранения и передачи наследственной информации, воспроизведения, регуляции, роста и жизнедеятельности живых организмов, механизмах их болезней, старения и смерти. Возможности химии в создании новых индивидуальных веществ, материалов и технологий за последнее десятилетие вышли на принципиально новые рубежи. В то же время следует констатировать, что подавляющее большинство примеров успешного создания молекул с желаемыми свойствами за малым исключением получены копированием или модификацией идентифицированных природных веществ, либо являются результатом традиционного перебора огромного числа соединений. Современные компьютерные технологии в принципе позволяют существенно ускорить и частично систематизировать такой поиск, но, тем не мение, соответствующие затраты времени и ресурсов, по-прежнему, колоссальны. В сложившейся ситуации одной из наиболее актуальных проблем современной химии становится необходимость изысканий принципиально новых методов обработки накопленного объема химической информации, обеспечивающих математическое описание соотношений "структура-свойство" и позволяющих теоретическое моделирование молекул с заранее заданными свойствами, с последующим их виртуальным тестированием.

В идеале, основой таких подходов должны стать расчеты энергий молекулярных систем, то есть методы квантовой механики. Однако, несмотря на развитие компьютерной техники и квантовохимических подходов, по-прежнему недостаточная эффективность, большая трудоемкость и высокая стоимость расчетов ab initio оставляют их использование недоступным или нецелесообразным для большинства современных реакционных серий.

Известной альтернативой квантовохимическим расчетам является эмпирическая формализация соотношений "сруктура-свойство", остающаяся одним из наиболее популярных методов описания внутримолекулярных взаимодействий, изучения механизмов реакций и молекулярного моделирования. Эмпирические подходы основываются на принципах линейности свободных энергий и полилинейности и реализуются в рамках современного корреляционного анализа. Корреляционные уравнения зачастую являются единственно доступным способом описания свойств сложных органических и элементоорганических соединений, но в то же время и их возможности тоже весьма ограничены. Трудность в решении этого вопроса состоит в том, что, несмотря на более чем полувековую историю корреляционного анализа, его теоретические основы остаются недостаточно разработанными, а установленные корреляционные уравнения зачастую рассматриваются лишь как эмпирические экстратермодинамические соотношения, не отражающие физической картины внутримолекулярных взаимодействий. Попытки квантовохимического обоснования методологии корреляционного анализа и прямого теоретического расчета эффектов заместителей не привели к ощутимым результатам [1]. Единственным надежным источником определения групповых констант по-прежнему остаются экспериментальные методы. [2-4]. Эти обстоятельства стимулируют широкий поиск и развитие новых подходов к количественному описанию внутримолекулярных взаимодействий, определяющих реакционную способность и физико-химические свойства молекул. Среди подобных подходов, возможно, наиболее перспективным является построение формальных моделей проявления эффекта, основанных на достаточно простых и потому обладающих прозрачным физическим смыслом законах [5,6].

Опыт такой работы в области стерического и индуктивного эффектов показали чрезвычайно высокую эффективность моделирования как метода количественной оценки влияния заместителей [5-7]. Можно уверенно констатировать, что моделирование как метод количественного анализа реакционной способности является выраженной мировой тенденцией в развитии количественной органической химии и корреляционного анализа.

Цель работы. Развитие разработанной ранее аддитивной модели индуктивного эффекта с целью построения максимально сбалансированной статистической модели, описывающей весь доступный массив индуктивных констант. Интеграция модифицированной модели индуктивного эффекта с ранее разработанной моделью фронтального стерического эффекта и другими количественными методами описания внутримолекулярных взаимодействий, включающими электростатические подходы и методы квантовой химии. Определение физического смысла разработанных моделей и их использование в обосновании методологии классического корреляционного анализа. Количественное изучение влияния эффектов заместителей на реакционную способность и физико-химические свойства широкого круга органических и элементоорганических соединений на основе разработанных моделей и анализ адекватности разработанных подходов в решении проблемы «структура - свойство». Разработка автоматизированной системы количественного описания эффектов заместителей, позволяющей эффективный анализ объемных массивов данных и принимающей во внимание реальные пространственные структуры соединений. Широкая экспериментальная апробация разработанных методов, с привлечением современных методов.

Научная новизна. Проведена модификация новой модели индуктивного эффекта, позволяющая проводить учет полярного влияния атомов водорода. Применение данного подхода к анализу спектральных свойств и биологической активности различных классов ФОС позволило получить корреляции высокого качества с большими прогностическими возможностями.

Впервые системно применен единый теоретический подход к количественной оценке индуктивных взаимодействий в химии органических и элементоорганических соединений. Показана корректность и адекватность использования новой модели индуктивного эффекта в анализе реакционной способности самых разнообразных органических и элементоорганических соединений.

Разработана концепция "индуктивной" электроотрицательности, связывающая три основных количественных характеристики заместителя, - его индуктивной и стерической константы и групповую электроотрицательность.

Разработан новый метод расчета "индуктивных" электронных заселенностей атомов, позволяющий проводить расчет парциальных зарядов в молекулярных системах неограниченных размеров. Введены новые понятия "индуктивных" аналогов химической мягкости и жесткости атомов, групп и молекул и проанализированы перспективы их применения.

Разработана новая формальная модель описания распределения электронной плотности в молекуле, рассматривающая ее как электрический конденсатор, и проанализированы перспективы развития такого подхода.

Разработан принципиально новый метод описания эффектов заместителей, названный "Трехмерный корреляционный анализ", позволяющий учитывать реальную пространственную структуру заместителей. Проведено теоретическое обоснование разработанного подхода, которое, кроме всего, позволило существенно прояснить физический смысл классических "экстратермодинамических" соотношений.

Разработана компьютеризированная система анализа внутримолекулярных взаимодействий в рамках трехмерного корреляционного анализа, способная с легкостью оперировать массивами данных из сотен экспериментальных значений, анализировать альтернативные реакционные центры реакционных серий, исследовать влияние конформационных эффектов, анализировать доминирующие ионизационные состояния многоосновных молекул.

Практическое применение трехмерного корреляционного анализа позволило построить количественные модели влияния заместителей на кислотно-основные свойства органических аминов и карбоновых кислот в газовой и водной фазе, энергии ионизации аминов в газовой фазе, энергии диссоциаций СН связей, окислительно- восстановительные потенциалы C-,N-,0-, и S-центрированных радикалов в газовой фазе.

Введены новые шкалы erf и erf "радикальных" констант заместителей и новая количественная характеристика - окислительно - восстановительная стабильность свободных радикалов, выраженная в термах экспериментальной жесткости. Практическая значимость. Разработанные в диссертации подходы к оценке электронных взаимодействий и полученные количественные данные могут быть использованы для анализа реакционной способности, физико-химических свойств и биологической активности самых различных классов органических и элементоорганических соединений.

Разработанные компьютерные программы и алгоритмы активно используются как независимые инструменты молекулярного моделирования и дизайна соединений с заданными свойствами, и как эффективные методы навигации компьютерных баз данных. Представленные подходы могут быть интегрированы в известные химические программные продукты. Некоторые из разработанных алгоритмов в настоящее время проходят патентную проверку и предварительную маркетинговую аппробацию на североамериканском рынке компьютерных технологий, проводимые компанией US Technologies Incorporated.

Апробация работы. Основные результаты работы докладывались на Симпозиуме по химии ФОС (С.-Петербург, 1997); Всероссийской конференции по теоретической химии (Казань, 1997); научной сессии, посвященной памяти проф.И.М.Шермергорна (Казань, 1997); итоговой научной конференции Казанского университета (Казань, 1999); 11 Международной коференции по химии и применению ФОС (Казань, 1996); 9 Международном конгрессе ДФТ (Дурхам, США, 1997); IX Международной конференции по химии фосфора (Цинциннати, США, 1998); 1 симпозиуме Скандинавского общества химии свободных радикалов (Босен, Швеция, 1999); XII Международной конференции по химии фосфора (Киев, Украина, 1999); 5 Всемирном конгрессе химиков - теоретиков (Лондон, Великобритания, 1999).

Публикации. По материалам диссертации опубликованы 3 обзора в журнале "Успехи Химии", обзорная статья в "Российском Химическом Журнале", 13 статей в международных и 8 статей в отечественных периодических изданиях, а также тезисы 13 докладов, ранее не вошедших в материал кандидатской диссертации автора.

Положения, выносимые па защиту.

- Индуктивная константа любого заместителя у любого реакционного центра может быть с высокой точностью рассчитан на основе его реальной пространственной геометрии, из фундаментальных характеристик входящих в него атомов - электроотрицательностей и ковалентных радиусов.

- Три основных количественных характеристики заместителя - его индуктивная и стерическая константы и групповая электроотрицательность являются связанными параметрами.

- Электроотрицательность заместителя можеть быть рассчитана исходя из значений электроотрицательностей и ковалентных радиусов входящих в него атомов и значений межатомарных расстояний.

- Предложенные характеристики "индуктивных" аналогов химической жесткости-мягкости атомов, групп и молекул характеризуют их способность к делокализации заряда, и могут быть установлены на основе значений атомарных радиусов и межатомных расстояний.

- Парциальные заряды в несопряженных молекулах могут быть рассчитаны путем рассмотрения взаимного индуктивного влияния атомов, а индуктивной константе заместителя может быть придан физический смысл потока вектора электромагнитной индукции, определяемого на основе теоремы Гаусса.

- Эффект заместителей в несопряженных молекулярных системах может быть количественно описан с учетом их реального Зх мерного пространственного строения без предварительного разделения общего влияния на индуктивную и стерическую составляющие.

- Разработанный аппарат Зх мерного корреляционного анализа является принципиально новым и исключительно эффективным методом количественного описания эффектов заместителей и инструментом молекулярного моделирования.

Объем и структура диссертации. Диссертация изложена на 316 страницах машинописного текста, содержит 34 таблицы и 23 схемы, состоит из введения, шести глав, выводов, списка цитированной литературы, насчитывающего 393 ссылки, и 100 страниц приложения.

Основные результаты и выводы.

1. На основе установленной ранее функциональной зависимости для констант Тафта была разработана статистическая линейная модель, позволившая с высокой точностью рассчитать индуктивные константы всего доступного массива органических, ароматических и элементоорганических заместителей, включая заряженные. Практическая применимость разработанного подхода продемонстрирована на примере обширного литературного материала по реакционной способности органических и элементоорганических соединений. Показана возможность применения модели для описания физических свойств ФОС, в частности, ЯМР - спектров фосфорилзамещенных этиленов и а-аминофосфонатов. На примере фосфорилзамещенных гидразидов карбоновых кислот показана эффективность применения индуктивной модели для анализа различных типов биологической активности ФОС.

2. Разработана система "индуктивных" ЭО атомов, основанных на значениях эмпирических индуктивных констант, и, таким образом, отражающих реальные донорно-акцепторные свойства соответствующих элементов. Разработана система «индуктивных» групповых %, не подразумевающая, в отличие от большинства аналогичных подходов, выравнивание ЭО. Разработанная система "индуктивных" ЭО выявила ряд новых аспектов применения групповой ЭО: ее взаимосвязь с конформацией, постоянство вне зависимости от природы реакционного центра, взаимосвязь с индуктивной и стерической константами.

3. В рамках концепции «индуктивных» ЭО разработана система расчета «индуктивных» парциальных зарядов, проясняющая физический смысл предложенной модели индуктивного эффекта.

4. Разработаны "индуктивные" аналоги химической жесткости-мягкости атомов, групп и молекул. Физический смысл "индуктивных" индексов рассмотрен на основе предложенной модели, рассматривающей пару взаимодействующих атомов как плоскую конденсаторную пару.

5. Использование разработанного метода расчета групповых ЭО для описания обширного массива констант спин-спинового взаимодействия в фосфорилированных этиленах продемонстрировало практическую значимость "индуктивной" % и обширные возможности ее применения.

6. Разработан новый метод количественного описания эффекта заместителей, названный «трехмерным корреляционным анализом», позволяющий учитывать пространственное строение заместителей. Подход позволяет анализировать эффект заместителей без его разделения на полярную и стерические составляющие.

7 Практическое применение данного подхода позволило с высокой точностью описать классические реакционные серии диссоциации карбоновых кислот и органических аминов. В рамках разработанного подхода также было количественно описано влияние заместителей на энергии ионизации аминов в газовой фазе.

8. Высокая эффективность и практические преимущества разработанного метода позволили провести количественное описание энергий ионизации разнообразных С, N, S, О - центрированных радикалов, что позволило выявить физическую природу соответствующих эффектов заместителей.

9. Введены новые «радикальные» шкалы параметров erf и ас, определяющие брутто- влияние заместителей в реакциях одноэлектронного переноса с участием С- радикалов и обладающие высокой предсказательной способностью;

274

10. Применение аппарата 3-х мерного корреляционного анализа позволило описать большой массив величин энергий диссоциации связей и установить операционные атомные константы dh, применимые в предсказании неизвестных значений энергий диссоциации СН - связи BDE(CH). Проверка адекватности расчитанных BDE(CH), проведенная как экспериментально - методом фотоакустической калориметрии,- так и при помощи квантовохимических расчетов, подвердили эффективность и высокую точность разработанного подхода.

1. Galkin V.1. Inductive substituent effects. II J.Phys.Org.Chem.- 1999 - V.12, N4 .-P.283-289.

2. Верещагин A.H. Индуктивный эффект. M. : Наука, 1987 - 325с.

3. Пальм В. А. Основы количественной теории органических реакций. -JI. :Химия, 1977,- 360с.

4. Жданов Ю.А., Минкин В.И. Корреляционный анализ в органической химии.-Ростов, Изд.Рост.университета 1966 - 470с.

5. Галкин В.И., Саяхов Р.Д., Черкасов Р.А. Стерический эффект: проблема количественной оценки и проявление в реакционной способности элементорганических соединений. // Успехи химии,- 1991- Т.60, N8 С. 16171641.

6. Черкасов А. Р., Галкин В.И., Черкасов Р. А. Индуктивный эффект заместителей в корреляционном анализе: проблема количественной оценки. // Успехи химии -1996,- Т.65, N8,- С.695-711.

7. Cherkasov A.R., Galkin V.I., Cherkasov R.A. A new approach to theoretical estimation of inductive constants. // J.Phys.Org.Chem. 1998 - V. 11, N7 - P.437-447.

8. Робинзон P. В кн. Электронная теория в органической химии. -Л. ЮНТИ, 1936. -С. 115-143.

9. Ингольд К. -В кн. Электронная теория в органической химии. Л. ЮНГИ, 1936. -С. 144-198.

10. Ингольд К. Теоретические основы органической химии. М. : Мир, 1973. -105с.

11. Тафт Р.У. Разделение влияний полярного, пространственного и резонансного факторов на реакционную способность. // В кн. Пространственные эффекты в-органической химии. М, ; ИЛ, J-9-6(L ^C.562-687.-—

12. Hammett L.R. Some relation between reaction rates and equilibria- constants. //

13. Chpm Rpv -193^ -V 17 N18 -P-------------- ----- —. — — .

14. Taft RW. Linear steric energy relationschips, // J.Atner.Chem.Soc.- 1953. -V.75, N18. -P.4538-4543,

15. Roberts J.D., Moreland W.T. Electrical effects of substituent groups in saturated systems. Reactivities of 4-substituted bycyclo2.2.2.octane-l-carboxylic acids. // JAmer.Chem.Soc 1953 - V. 75, N9 - Р.2167-2Л73.

16. JafFe H.H. A reexamination of the Hammett equation. U Chem.Rev- 1953.-V.53, N2,-P. 191-263.

17. Taft R.W., Ehrenson S., Lewis 1С., Gilck R.E. Evaluation of Resonanse Effects on Reactivity by Application of the Linear Inductive energy relationships. // J.Amer.Chem.Soc.- 1959-V.81,N20. -P.5352-5361.

18. Jaffe H.H,, Freedman L.D., Doak G O. The acid dissotiation constants of aromatic phosphonic acids. I. Meta- and parasubstituted compounds. // JAmer.Chem.Soc.-1953 V.75, N5 - P.2209-2211.

19. Шатенштейн А.И. Изотопный обмен и замещение водорода в органических соединениях. Раздел V- Изд.АН.СССР, Москва, 1960.

20. Кабачник М.И. Применение формулы Гаммета к элементорганическим соединениям. Константы ионизации кислот фосфора. Н Докл. АН. СССР.- 1956 -T.110,N3 С.393-395.

21. Мастрюкова Т. А., Кабачник М.И. Применение уравнения Гаммета с константами аф б химии фосфорорганических соединений. // Успехи химии,- 1969,- Т.38, N10,-С.1751-1782.

22. Мастрюкова Т А Таутомерия и строение кислот фосфора. Применение -уравнения Гаммета в теории таутомсрного равновесия. // Химия и применениефосфорорганичестх соединений. Труды II конф. Изд.АН. СССР ОХН, Москва, 1962,- С.57-68.

23. Сибгатуллин И.М. Применение модели индуктивного эффекта в анализе реакционной способности органических и элементоорганических соединений. /./ Дисс.канд.хим.наук. -Казань, 1999. -128с.

24. Истомин Б.И., Баранский В А Количественный анализ влияния структуры соединений четырехкоординированного фосфора на их реакционную способность.// Успехи химии 1982,- Т.51, N3,- С.394-411.

25. Истомин Б.И., Баранский В.А. Корреляционный анализ взаимосвязи между константами Е° и Е в строении соответствующих заместителей. // Ресащ.способн.орг.соед (Тарту).- 1975,- Т. 11, N4,- С.963-976.

26. Быков Г В. История электронных теорий органической химии. -М. : Изд-во АН СССР, 1963. -423с.

27. Ехпег О. Dipole. moments in organic chemistry Stuttgart, Thieme, 1975. -156p.

28. Sander S R., Tsou K.S. Fluorescence spectral study of wavelength shifters for scintillation plastics. // J.Phys.Chem 1963,- V.39, N4,- P. 1062-1067.

29. Kanerva L.T., Klibanov A.M. Hammet analysis of enzyme action of organic solvents. .// J.Amer. Chem.Soc. 1989,- Y. Ill, N17 - P.6864-6865.

30. Верещагин АН. Константы заместителей для корреляционного анализа. -М. : Мир, 1988. -111с.

31. Wiener H, Structural determination of parafin boiling points. // J.Amer.Chem.Soc.-1947 -V.69, N1,-P. 17-20.

32. Rouvray D.H., Grafford B.C. A new topological index. !! SAfr.J.Sci.- 1976 V.12, N1,- P.47-51.

33. Altenburg K. Die abhangigkeit der stedetemperature isomerer kohlenwasserstoffe von der form der molecule. 1. Theoretishe grundlagen und die amwendung auf isomer acyclyc-sh alkane. // Brenn.Chem- 1966,- Bd.47, N4,- P. 100-107.

34. Piatt I.R. Prediction of isomeric differences in parafm proprietes. H J.Phys.Chem. -1952. -V.56, N3. -P.328-336.

35. Gordon M., Scartlebury G.R. Non-random polycondensation statistical theory of the substituent effects, i! Trans.Farad.Soc. -1994. -V.60, N3. -P.605-621.

36. Hosoye H. Topological index. A newly proposed quantity charactersing the topological nature of structural isomers of saturated hydrocarbons. // Bull, С hem. Soc. Jap. -1971. -V.44, N9. -P.2332-2339.

37. Gutman I., Ruscic В., Trinagastic N, Wilcox C.F. Graph theory and molecular orbitals. XII. Acyclic polynes. /1 J.Phys.Chem, -1975. -V.62, N9. -P.3399-3405.

38. Randic M. On characterization of molecular branching. // J.Amer.Chem,Soc. -1975. -V.97, N26. -P.6609-6615.

39. Стенкевич М.И., Стенкевич И.В., Зефиров Н С. Топологические индексы и их применение в органической химии. // Успехи химии 1988. -Т.57, N3. -С.337-366.

40. Bonchev D., Trinaistic N. Information theory, distance matrix and molecular branching. II J.Amer.Chem.Soc. -1975. -V.97, N18. -P.4517-4533.

41. Balaban A T. Chemical graphs. XXXIV. Five new topological indexes for the branching of tree-like graphs. U Theoor.Chem.Acta (Berlin). -1979.-V.53. -P.355-375.

42. Галкин В.И. Новая модель стерического эффекта в анализе реакционной способности органических и элементорганических соединений. // Дисс.докт.хим.наук. -Казань, 1991, -306с.

43. Marriott S., Rewnolds W., Taft R.W. Topson R. Substituent electronegativity parameters. // J.Org.Chem. -1984. -V.49,N6. -P.959-965.

44. Topson R.D. Contribution of theoretical chemistry to an understanding of electronic substituent effect. //Accounds Chem.Res. -1983, -V. 16, N7- P.292 298.

45. Remick. The inductive mechanism of dipole interaction and the estimation of moleculare dipole moments, // J.Chem.Phys. -1941. -V.9, N8. -P.653-657.

46. Westheimer F.H. The electrostatic influence of substisuents of reaction rates. // J.Amer.Chem.Soc. -1940. -Y.62, N8. -P. 1892-1895.

47. Westheimer F.H., Shookhoff M.W. The electrostatic influence on the dissotiation constants of organic acids. // J. Amer.Chem.Soc. -1939. -V.61, N3. -P.555-560.

48. Judson C.M., Kilpatrick M. The effects of substituents on the dissotiation constants of substitued phenols. III. Calculation from the electrostatic theory. // J.Amer.Chem.Soc. -1949. -V.71, N9, -P.3115-3120.

49. Kilpatrick M., Morse J.G. The dissotiation constants of acids in salt solutions. V. Monohydroxycyclohexanecarboxylic acids. // J.Amer.Chem.Soc. -1953. -V.75, N8,-P.1846-1853.

50. Duty R.C., Hodel G. Determination of ionisation constants for quartenary ammonium dibasic acids. A field effect study, /lJ.Phys.Chem, -1978, -V.82, N9. -P. 1016-1018.

51. Kilpatrick M., Arenberg C.A. Effect of substituents on the protolytic- constants of anilinium type protolytes. /JJ.Amer.Chem.Soc. -1953, -V.75,N15. -P.3812-3821.

52. Peek H.M., Hill T.L. Electrostatic interactions in aliphatic dic-arboxylic acids and the Kirkwood-Westheimer theory /IJ Amer CbemSnr -1951 -V 71; NH--P 4-304-5^07

53. Ehrenson S. Solvent dielectric attenuation of substituent effects field transmission in partially occluded cavities. U J.Phys.Chetn, -1977. -V.81, N15. -P. 1520-1526.

54. Ritter J.D.S., Miller S.I. The p-p relation and the reaction of trans-cinimanic acids with diphenyldiazomethane. The basis of the Hammett equation. H J.Amer.Chem,Soc.-1964. -V.86, N8, -P. 1507-1512,

55. Wilcox C.F., Mclntyre J.S. Transmission of substituent effects in bicyclo-2,2,2.octanes and aromatic analogs. // J,Org.Chem. -1965. -V.30, N3. -P.777-780.

56. Siegel S., Komarmy J.M, Quantitative relationships in the reactions of trans-4-Х-cyclohexanecarboxylic acids and their methyl esters. // J.Amer.Chem.Soc- 1960. -V.82, N10. -P,2547-2553.

57. Ceregolini G., Re N. Buemim theory for hydrogen galides and noble-gas acids. // Gazz.ChimJtal. -1993. -V.123, N1. -P.653-654.

58. Днепровский A C., Мильцов С.А. Механизмы свободно радикальных реакций. XIX. Селективность свободнорадикального хлорирования 1-хлоралканов N-хлорпипередином. 1/ЖОрХ,- 1986. -Т.22, N2. -С.303-311.

59. Галкин В.И., Черкасов А.Р., Саяхов Р Д , Черкасов Р. А Связь строения с реакционной способностью. I. Новая модель индуктивного эффекта. // ЖОХ-1995. -Т.65, N3. -С.458-468.

60. Галкин В.И., Черкасов АР., Саяхов Р.Д., Черкасов Р.А. Связь строения с реакционной способностью. П. Индуктивный эффект ароматических заместителей. //ЖОХ,- 1995. -Т.65, N3. -С.469-473.

61. Галкин В.И., Черкасов Р.А., Саяхов Р.Д, Черкасов Р.А. Связь строения с реакционной способностью. III. Индуктивный эффект элементорганических заместителей. И ЖОХ- 1995. -T.65,N3. -С.474-476.

62. Галкин В.И., Черкасов А.Р., Саяхов Р.Д., Черкасов Р.А. Связь строения с реакционной способностью. IV. Индуктивный эффект заряженных заместителей. И ЖОХ,- 1995. -Т. 65, N3. -С.477-479

63. Галкин В.И., Черкасов А.Р., Черкасов Р.А. Новая модель индуктивного эффекта. Индуктивное влияние алкильных заместителей. П Ж.ОрХ- 1995.-V31, N9,-Р.1362-1368.

64. Черкасов А.Р., Галкин В.И., Сибгатуллин ИМ., Черкасов Р.А. Модификация модели индуктивного эффекта. Уточненый подход к расчету индуктивных постоянных. ПЖОрХ,- 1997,- Т.ЗЗ, N9,- С. 1320-1325.

65. Галкин В.И., Черкасов А.Р., Черкасов Р.А. Новая модель индуктивного эффекта. ././Тез.докладов симпозиума по органической химии. С.Петербург, 1995,- С.28.

66. Cherkasov A.R., Galkin VI., Sibgatullin I.M., Cherkasov R.A. A New model of inductive effect in the analysis of organophosphorus reactivity. // Phosp., Silicon, Snip. 1996 -V 111 P 141.

67. Galkin V.I., Cherkasov A.R., Sibgatullin I.M., Cherkasov R.A. A new model of inductive effecte ih the analisis of organophosphorus reactivity. // Abstr. Of XIII Int.Conf. onPhosporus ChemJerusalem, Israel. 1995 P.143.

68. Черкасов A.P., Галкин В.И., Черкасов Р.А. Индуктивный эффект заместителей в химии органических и элементорганических соединений. // Тез. докладов симпозиума по органической химии. С.Петербург, 1995. -С. 177.

69. Galkin V.I., Cherkasov A.R., Sayakhov R.D., Cherkasov R.A. Steric and inductive models for analysis of organophosphorus and organoelement reactivity. //Abstr. of XI Intern. Conf. on. Chemistry of organophosphorus compounds. 1996, Kazan, Russia,-P.38.

70. Черкасов АР, Галкин В И, Зуева ЕМ, Черкасов Р.А. Теоретический расчет групповых ЭО для анализа реакционной способности элементоорганических соединений. // Молодежный симпозиум по химии ФОС, г. Санкт-Петербург, 2-4 июня 1997 г-С. 14.

71. А.Р.Черкасов, ИМ, Сибгатуллин, В.И.Галкин, Р.А.Черкасов. Применение модели индуктивного эффекта для анализа реакционной способности элементоорганических соединений. !! ЖОХ, -1999.-Т.69. В печати. Per. номер.9132.

72. Hansch С., Leo A., Livingstone D.J. Exploring QSAR fundamentals and applications in chemistry and biology//Pesticide biochemistry and physiology.-1996,- V.56, P.1-78

73. P.R. Wells. Linear free energy relationships.- London, Academic Press, 1968.-116p.

74. Hansch С, Fujita T. Status of QSAR at the end of the twentieth century. // ACS Symposium Series.- 1995,- V.606.- P. 1-13.

75. Pauling L. The chemical bond: a brief introduction to modern structural chemistry.-Ithaca, N.Y., Cornell Univ.Press, 1967.-267p.

76. Баданов С.С. Электроотрицателыюсть элементов и химическая связъ-Издательство СО АН СССР, Новосибирск, 1962

77. Mullay J. Estimation of atomic and group electronegativities. II Structure and Bonding 1987 - V.66.- P. 1-25.

78. Drago R.S. An analysis of Benson- Luo approach and electronegativities in general. // Acc.Chem.Res.- 1992,- V.25, N8,- P.382 383.

79. Хьюи Дж. Неорганическая химия. -М. : Химия, 1987. -609с.

80. Wells P R. Group electronegativities. /I Progr.Phys.Org.Chem.-1968,- V.6.-P.111-145.

81. Allen L.C. Chemistry and electronegativity. H Int. Journal of Quantum Chemistry. -1994.-V.49, N3. -P.253-279.

82. Reed J.L. Electronegativity: proton affinity. // J.Phys.Chem.- Y.98, N41,- P. 1047710484.

83. Черкасов A.P., Галкин В.И., Зуева E.M., Черкасов Р.А. Концепция электроотрицательности. Современное состояние проблемы. // Успехи химии,- 1998- Т. 67, N5,- С. 423-441.

84. Mulliken R.S. A new electronaffinity scale; together with data on valent states and on valence ionization potentials and electron affinities. // J.Chem.Phys.- 1934.-V.2, N11-P. 782-793.

85. Поваренных A C. 3BMO.- 1955,- Т.84,- C.469

86. Allen L.C. Electronegativity is the average one-electron energy of the valence-shell electrons in ground state free atoms. // J.Am.Chem.Soc- V. 111, N25.-P. 9003-9014.

87. Некрасов ЪВ.ЖОХЛ946,- Т. 16,-С. 1797

88. Некрасов Б.В. Докл.АН СССР.- 1985,.-С. 1062

89. Gordy W. A new method of determining electronegativity from other atomic properties. //Phys.Rev.- 1946,- V.69, N11.- P.604 607.

90. Sproul G. Electronegativity and bond type. 2. Evaluation of electronegativity scales. // J. Phys.Chem.- 1994,-Y.98, N27,- P.6699-6704.

91. Sproul G. Electronegativity and bond type. 3. Origins of bond type. // J.Phys.Chem 1994 -У.98, N50,-P. 13221-13225.

92. Nagle J.K. Atomic polarizability and electronegativity. У'/ J.Am.Chem.Soc 1990-V. 112, N12-P.4741-4747.

93. Hati S., Datta D. Electronegativity and static electric dipole polarizability of atomic species. A semiempirical relation. // J.Phys.Chem.- 1995,- V.99, N27-P. 10742-10747.

94. Rosseinsky D.R. An electrostatics framework relating ionization potential (and electron affinity), electronegativity, polarizability, and ionic radius for monatomic species 11 J.Am.Chem.Soc 1994,- V.116, N3,- P. 1063-1067.

95. Pritchard H., Skinner H. The concept of electronegativity. // Chem.Rev- 1955,-V.55.- P.745 786.

96. Luo Y.R., Benson S. A new electronegaivity scale for the correlation of heats of formation. 2. The diference in heats of formation between hydrogen and methyl derivatives. // J.Am.Chem.Soc.-1989,- V. 111, N7,- P.2480-2482.

97. Luo, Y-R; Holmes, J, The stabilization energies of polyenyl radicals. // Chemical Physics Letters 1994,- V.228. N4.- P.329-333.

98. Филиппов Г Г., Горбунов А.И. //Росс.хим.журн- 1995.-Т.39,- С.3964.

99. Neng W.Z., Guo S.L. Solvent influence on the stability of the peptide hydrogen bond: A supramolecular cooperative effect. // J.Phys.Chem 1994,- V.98, N.29.-P.7104-7106.

100. Boyd R.J., Edgecombe K.E. Atomic group electronegativities from the electron density distribution of molecules. // J.Am.Chem.Soc.- 1988,- V.110, N13,- P.4182-4186.

101. Allred A.L., Rochov E.G. A scale of electronegativity based on electrostatic force. // JJnorg.Nucl.Chem.- 1958,- V.5, N11- P. 264-268.

102. Boyd R.J., Markus G.E. Electronegativities of the elements from a nonempirical electrostatic model. // J.Chem.Phys- 1981.-V.75.-P.5385-5388.

103. Sanderson R.T. A "covalent" radius of radon and the electronegativities of gold, mercury, thallium, lead and bismuth. // JInorg.Nucl.Chem,- 1958.-Y.7, N3- P.288-290.

104. Бацанов C.C. // Изв.АН СССР. Сер.хим -1993.-T., N.-C.32

105. Finemann M. Correlation of bond dissociation energies of polyatomic molecules using Pauling's electronegativity concept. /I J.Phys.Chem 1958,- V. 62, N8,- P. 947951.

106. Datta D., Nabakishwar Singhs S. Evaluation of group electronegativity by Pauling's thermochemical method. // J.Phys.Chem 1990,- V.94, N5,- P.2187-2190.

107. Hati S., Datta D. Chemical hardness of metal ions in the gas phase: a thermochemical approach. // J.Chem.Soc.Dalton Trans-1994,N14,-P.2177-2181.

108. Gordy W. Dependence of bond order and bond energy upon bond length. // J.Chem.Phys 1947.-V.15, N5,-P.305-310.

109. Bell J. V., Heisler J., Tannenbaum H., Goldenson J. A linear phosphoryl absorption relationship. // J.Am.Chem.Soc.- 1954,- V.76, N20.-P.5185-5189.

110. Dailey B.P., Schoolery J.N. Electron withdrawal power of substituent groups. // J.Am. Chem. Soc. 1955.- V.77, N15 - P.3977-3981.

111. Inamoto N., Masuda S. Substituent effect on C-13 chemical shifts in aliphatic and aromatic series. Proposal of new inductive substituent parameter i (iota) and the application. // Tetrahedron Lett 1977.-V.18, N37,- P.3287-3290.

112. Whitehead M.A., Jaffe H.H. Orbital electronegativities and the determination of s and d hybridization of various halides from nuclear quandrupole resonance frequences. // Teor.Chim.Acta.- 1963, N1.- P.209-221.

113. Hinze J., Jaffe H.H. Electronegativity. IV. Orbital electronegativity of the neutral atoms of the preiods three A and four A and of positive ions of periods one and two. // J.Phys.Chem- 1963.-V.67, N7,- P.1501-1506.

114. Hinze J., Jaffe H.H. Electronegativity. Orbital electronegativity of neutral atoms. // J.Am.Chem.Soc.- 1962.-V.84, N4 -P.540 546.

115. Hinze J., Jaffe H.H. Electronegativity. II. Orbital electronegativities and electron affinities of transition metals. H CanadJ.Chem.- 1963.-V.41, N6 P.1315-1318.

116. St. John J., Bloch A.N. Quantum defined electronegativity scale for nontransition elements. II Phys.Rev.Lett- 1974.-V33, N18,- P. 1095-1098.

117. Iczkowski R.P., Margrave I.L. Electronegativity. // J.Am.Chem.Soc.- 1961,- V.83,1. N17-P 3547-3551x

118. Sanderson R.T. An interpretation of bond length and a classification of bonds. // Science .- V. 114, N5,- P.670-672.

119. Hinze J., Whitehead M.A., JafFe H.H. Electronegativity. II. Bond and orbital electronegativity. H J.Am.Chem.Soc.- 1963.-V.85, N2,-P. 148-154.

120. Whitehead M.A., Baird N.C., Kaplansky M. Group orbital electronegativities. // Teoret. Chim.Acta. 1965.-V.3.-P. 135-146.

121. Mullay J. Atomic and group electronegativities. II J.Am.Chem.Soc.- 1984 V.106, N20,- P.5842-5847.

122. Luo Y.R., Benson S.W. The covalent potential: a simple and useful measure of the valent state electronegativity for correlating molecular energies. II Acc.Chem.Res.-1992 V.25, N8 - P.375-381.

123. Урусов B.C. //Журн.структурн.химии- 1994,- Т. 35.-С. Ill

124. Слэтер Дж. Методы самосогласованного поля для молекул и твердых тел. Мир, Москва, 1978

125. Klopman G. Electronegativity. // J.Chem.Phys.- 1965,- V.43- S124.

126. Pritchard H.O. Equalization of electronegativity. // J.Am.Chem.Soc 1963,- V.85, N12-P. 1875-1876.

127. Huheey J.E. Group electronegativities and polar substituent constants. // J.Org.Chem 1996.-V.31, N7,-P.2365-2368.

128. Gasteiger J., Marsili. Iterative partial equalization of orbital electronegativity a rapid access to atomic charges. // Tetrahedron - 1980,- V.36, N22,- P.3279-3288.

129. Guillen M.D., Gasteiger J. Extension of the method of iterative partial equalization of orbital electronegativity to small ring systems. // Tetrahedron.- 1983,- V.39, N8,-P.1331-1335.

130. Hutchings M.G., Gasteiger J. Residual electronegativity; an empirical quantification of polar influences and its application to the proton affinities of the amines. // Tetrahedron Lett 1983,- V.39, N24,- P.2541-2544.

131. Parr R.G., Yang W. Density functional theory of atoms and molecules. Oxford University Press, New York; Clarendon Press, Oxford, 1989,- 333p.

132. Hohenberg P., Kohn W. Inhomogenous electron gas. // Phys.Rev- 1964 V.136, N3B.-P.864-871.

133. Parr R.G., Donnelly R.A., Levy M., Palke W.E. Electronegativity: the density functional viewpoint. // J.Chem.Phys.- 1978 V.68, N8 - P.3801-3807.

134. Parr R.G., Pearson R.G. Absolute hardness: companion parameter to absolute electronegativity. /IJ.Am.Chem.Soc.- 1983,- V.105,N26.-P.7512-7516.

135. Hard and Soft Acid and Bases. Ed. Pearson R.G.-Stroudsburg, Dowden, Hutchinson & Ross, 1973,- 480p.

136. Pearson R.G. Absolute electronegativity and hardness: application to inorganic chemistry. // Inorg.Chem- 1988,- V.27, N4,-P.734-740.

137. Pearson R.G. Absolute electronegativity and absolute hardness of Lewis acids and bases. // J.Amer.Chem.Soc- 1985.-V. 107, N24.-P.6801-6806.

138. Pearson R.G. The HSAB principle more quantitative aspects. // Inorganica Chimica Acta.- 1995.- V.240, N.1.-P.93-99.

139. Chattaraj P.K., Liu G.H., Parr R.G. The maximum hardness principle in the Gyftopoulos-Hatsopoulos three-level model for an atomic or molecular species and its positive and negative ions. H Chem.Phys. Lett.- 1995.-V.237, N1,- P. 171-177.

140. Pearson R.G. Recent advances in the concept of hard and soft acids and bases. // J.Chem.Educ 1987,- V.64,N7.-P.561 -567.

141. Gazquez J.L., Mendez F. The hard and soft acids and bases principle: An atoms in molecules viewpoint. // J.Phys.Chem- 1994,- V.98, N17,- P.4591-4594.

142. York D M., Yang W. A chemical potential equalization method for molecular simulations. // J.Chem.Phys.- 1996,- V.104, N1- P.159-173.

143. York D M. A Generalized Formulation of Electronegativity Equalization from Density-Functional Theory И Int. J.Quantum Chem- 1995 V.29.-P.185-195.

144. Parr R.G., Bartollotti L. On the geometric mean principle of electronegativity equalization. //J.Am.Chem.Soc- 1982,- V.104, N14,-P.3801-3803.

145. Huheey I.E. Electronegativity, acids and bases. IV. Concerning the inductive effect of alkyl groups. // J.Org.Chem- 1971,- V.36, Nl.-P. 204-205.

146. Huheey J.E., Watts J.C. Halogen electronegativity and isomers shifts of tin compounds. Another example of the importance of charge capacity. // Inorg.Chem.-1971,- V. 10, N7.- P. 1553-1554.

147. Komorowski L., Lipinski J., Рука M.J. Electronegativity and hardness of chemical groups. И J.Phys.Chem.- 1993,- V.97, N19,- P.3166-3170.

148. Reed L.H., Allen L.C. Bond polarity index: application to group electronegativity //J.Phys.Chem.- 1992,- V.96, Nl.-P. 157-164.

149. Komorowski L., Lipinski J. Quantumchemical electrinegativity and hardness indices for bonded atoms. // Chem.Phys.- 1991,- V.45, N1-2.-P. 157-160

150. Yang W., Lee C., Ghosh S.K. Molecular softness is average of atomic softness: companion principle to the geometric mean for electronegativity equalization. // J.Phys.Chem.- 1985,- V.89, N25,- P.5412 5414.

151. Rappe A.K., Goddard W.A. III. Charge equilibrium for molecular dynamic simulations. //J.Phys.Chem 1991,-V.95,N8.-P.3358-3363.

152. Liu G.-H, Parr R.G. On Atomic and Orbital Electronegativities and Hardnesses. // JAmer.Chem.Soc- 1995,- V.117, N11.-P.3179-3189.

153. Bader R.F.W. Reply to comment of Li and Parr on Bader's definition of an atom. // J.Chem.Phys- 1986,- V.85, N5.-P.3133-3134.

154. Bader R.F.W. Principle of stationary action and the definition of a proper open system. //Phys.Rev- 1994,-Y.49, N19.-P.13348-13357.

155. Bader R.F.W., Carroll M.T., Cheeseman JR., Cheng C.J. Properties of atoms in molecule: atomic volume. // J.Amer.Chem.Soc- 1991.-V. 109, N126,-P.7968-7979.

156. Bader R.F.W. Atoms in molecule: a quantum theory.- Oxford, New York, Clarendon Press, 1990,- 438p.

157. Edgecombe K.E., Boyd R.J. Bond critical points in electronic structures of binary halides. // JntJ.Quantum Chem.- 1986,- V.29, N4,- P.959-973.

158. Boyd R.J., Boyd S.L. Group electronegativity from bond critical point model. // J.Amer.Chem.Soc.- 1992,- V.l 14, N5,- P. 1652-1655.

159. Komorowski L., Boyd R.J., Boyd S.L. Electronegativity and hardness of disjoint and transferable molecular fragments. H J.Phys.Chem.-1996.-V.100, N9.-P.3448-3454.

160. Зисман Г.А., Тодес O.M., Курс общей физики. ТомII, М.:Наука, 1972, 368с.

161. Галкин В.И., Черкасов А.Р., Черкасов Р.А. Связь строения с реакционной способностью. Развитие новой модели индуктивного эффекта. ПЖОрХ- 1995. -T.31,N12.- С.1802-1810.

162. Cherkasov A.R., Galkin V.I., Cherkasov R.A. "Inductive" electronegativity scale. 2. "Inductive" analog of chemical hardness. // JMolec.Struct.(Theochem).- 2000,-V.497, N4,- P. 115-123.

163. Галкин В.И., Черкасов А.Р., Сибгатуллин ИМ., Черкасов Р. А. Связь строения с реакционной способностью. Индуктивный эффект заместителей в химии элементорганических соединений. //ЖОрХ. -1995. -Т.31, N9 С.1352-1361.

164. Черкасов А.Р., Галкин В.И., Зуева Е.М., Черкасов Р.А. Новая модель индуктивного эффекта: групповые "индуктивные" электроотрицательности. // ЖОХ.-1996.-Т. 66, N3 С.411-416.

165. Cherkasov A.R., Galkin V.I., Cherkasov R.A. "Inductive" electronegativity scale. J/J. Molec. Struc. (Theochem). 1999 - У.489, N1.- P.43-46.

166. Черкасов A.P., Галкин В.И., Зуева E.M., Черкасов Р.А. Новая модель индуктивного эффекта: шкала "индуктивных" электроотрицательностей. И ЖОХ.- 1996,- Т.66, N5,- С.877-878.

167. Черкасов А.Р., Галкин В.И., Зуева Е.М., Черкасов Р.А. "Индуктивные" электроотрицательности у различных реакционных центров. // ЖОХ- 1997,-Т.67, N1- С.92-98.

168. Черкасов А.Р., Галкин В.И., Черкасов Р.А. К вопросу о физической природе электроотрицатеотности. // ЖОрХ.- 1999,- V35, N1,-Р. 163-164.

169. Sanderson R.T. Electronegativity and bond energy. If J.Am.Chem.Soc.- 1983 -V.105, N8. -P. 2259-2261.

170. Proft F., Amira S., Choho K., Geerling P. Quantum chemical study of the acidity of substituted acetic acids with density functional theory based descriptors. // J.Phys.Chem.- 1994,- V.98, N20. -P.5227-5229.

171. Perdew J.P., Parr R.G., Levy M., Balduz J.L. Density functional theory for fractional particle number: derivative discontinuities of the energy. // Phys.Rev.Lett-1982 V.49, N23. -P. 1691-1694.

172. Nalewajski R.F. A study of electronegativity. // J.Phys.Chem- 1985.-V.89, N13.-P.2831-2837.

173. Komorowski L. Electronegativity and hardness in the chemical approximation. // J.Chem.Phys 1987.-V. 114, N1.-P. 55-71.

174. Зуева E.M. Новые методы расчета групповой электроотрицателыюсти для анализа реакционной способности органических и элементоорганических соединений. // Дисс. канд. хим. наук. -Казань, 2000. -150с.

175. Зуева Е.М., Галкин В.И., Черкасов А.Р., Черкасов Р.А. Концепция электроотрицательности в химической структурной теории и квантовой химии. // Росс.хим.журя.- 1999,- T.43,N1- С.39-48.

176. Зуева Е.М., Галкин В.И., Черкасов А.Р., Черкасов Р.А. Электроотрицательность в квантовой химии. НЖОХ- 1999 T.69.-B печати (per. N 9341).

177. Zueva Е.М., Galkin V.I., Cherkasov A.R., Cherkasov R.A. Determination of the electronic chemical potential within DFT. // Symposium on DFT and Applications, 9th Intem. Congr. on Quantum. Chem., Duke Univ., Durham, USA, 1997 P.65.

178. Зуева E.M., Галкин В.И., Черкасов A.P., Черкасов Р.А. Определение электронного химического потенциала в рамках теории функционала плотности. // Всероссийская конференция по теоретической химии, г. Казань, 6-9 октября 1997 г.-С. 15.

179. Cherkasov A.R., Galkin V.I., Cherkasov R.A. A new approach to theoretical calculation of group electronegativities and its application for organoelement reactivity. //Phosp.,Silicon, Snip.- 1999,- V.146.-P.775-778.

180. Черкасов A.P., Галкин В.И., Зуева E.M., Черкасов Р.А. "Индуктивные" ЭО заместителей. // Всероссийская конференция по теоретической химии, г. Казань, 6-9 октября 1997 г.- С. 103.

181. Cherkasov A., Jonsson М. Substituent effect on thermochemical properties of free radicals. Physical interpretation of the substituent effect. // J.Chem.Inf.Comp.Sci.-1999,- V.39, N6,- P. 1057-1063.

182. Черкасов A.P., Галкин В.И., Сибгатуллин ИМ., Черкасов Р.А. Новая модель индуктивного эффекта в анализе реакционной способности элементо-органических соединений. // Тез. докл.научной сессии, посвященной памяти проф. И.М.ШермергорпаЖшжъ-1997.-С.49.

183. Cherkasov A.R., Galkin V.I, Cherkasov R.A. The new method of theoretical evaluation of reactivity indices. 2. Method of calculation of partial charges and-principle of electronegativity equalization. // Europ. J. Chem. -2000,-Submitted.

184. Cherkasov A.R., Galkin V.I., Cherkasov R.A. A new model of inductive effect in the analysis of organophosphorus reactivity. // Abstr. of XIII International Conference on Phosphorus Chemistry, 1995, Israel, Ierusalem.- P. 103.

185. Galkin V.I., Cherkasov A.R., Cherkasov R.A. Modelling of substituents electronic and steric effects. Effective analysis of organoelement and organophosphorus reactivity. // Phosp.,Silicon, Snip- 1999-У146,-P.329-332.

186. Зябликова ТА., Бузыкин Б.И. Определение строения геометрических изомеров фосфорсодержащих этиленов по константам спин-спинового взаимодействия между ядром фосфора и винильными протонами. // ЖОХ. -1996,- Т.66, N3,- С.470-473.

187. Glossary of terms used in medical chemistry. IUPAC Recommendations 1998. Pure Appl.Chem.-1998.- V70, N5,- P.1129-1143.

188. Molecular Modeling and Drug Design. Eds. Vinter J.G., Gardner M. Series "Topics in Molecular and Structural Biology", CRC Press, Boca Raton, Ann Arbor, Tokyo.- 1994, 444p.

189. Kirkwood J.G., Westheimer F.H. The electrostatic influence of substituents on the dissociation constants of organic acids. I. /JJ.Chem.Phys-1938,- V.6, N9,- P.506-512.

190. Wesheimer F.H., Kirkwood J.G. The electrostatic influence of substituents on the dissociation constants of organic acids. П. // J. Chem. Phys. -1932-V. 6, N9.-P.513- 517.

191. Smallwood H.M. The ionization of organic acids. !/ J.Am.Chem.Soc 1932,- V.54, N8,- P.3048-3057.

192. Schwarzenbach G., Egli H. Wie bee influsst ein substituent die aciaitat einer organishen saure? I. // Helv.Chim.Acta 1934,- V. 17.-P. 1183-1196.

193. Fersht A. Enzyme Structure and Mechanism. F.H.Freeman and Co., New York, -1985.-P.1-55-175.-—

194. Szabo A., Karplus M. A mathematical model for structure-function relations in hemoglobin. H J.Molec.Biol.- 1972,- V72,N2- P. 163-172.

195. Yang A S., Honig B. On the pH dependence of protein stability. // J.Molec.Biol. -1993,- V.231- P.459-474.

196. Yang A.S., Honig B. Electrostatic effects on protein stability. H Curr.Opin. Struct.Biol- 1992,- V.2.- P. 40-45.

197. Baldwin R.L., Eisenberg D. Protein Stability in "Protein Engineering'. Eds.: Oxender D., Fox C.F., AR Liss Inc., New York, 1987, p. 127-148.

198. Privalov P.L. Stability of proteins. Small globular proteins. И Adv.Protein Chem.-1979- V.33.-P. 167-241.

199. Linderstrom-Lang K. On the ionization of proteins. // C.R. Trav. Lab.Carlsberg.-1924,- V.15 P.29-34.

200. Tanford C., Kirkwood J.G. Theory of protein titration curves. I. General equations for impenetravble spheres. И J.Amer.Chem.Soc.- 1957,- V.79, N20,- P.5333-5339.

201. Gilson M.K., Honig B.H. Calculation of electrostatic potentials in an enzyme active site. H Nature 1978,- V.330, N5,- P.84-86.

202. Gilson M.K., Honig B.H. Energetics of charge-charge interactions in proteins. // Proteins:Struct.Fund. Genet.- 1988- Y.3.- P.32-52.

203. Bashford D., Karplus M. pKs of ionizable groups in proteins: atomic detail from a continuum electrostatic model. // Biochemistry 1990,- V.29, N44,- P. 10219-10225.

204. Bashford D., Gerwert K. Electrostatic calculations of the pKa values of ionizable groups in bacteriorhodopsin. // JMolec.Biol- 1992 У.224, N2 - P.473-486.

205. Yang A.S., Gunner MR, Sampogna RSharp K, Honig B. On the calculation of pKas in proteins. // Proteins: Struct.Funct.Genet.- 1993 V. 15,- P.252-265.

206. Oberoi H., Allewell N.M. Multigrid solution of the nonlinear Poisson-Boltzmann equation and calculation of titration curves. // Biophys. Journ.- 1993,- V.65.- P.48-55.

207. Antosiewicz J., McCammon J.A., Gilson M.K. Prediction of pH-dependent properties of proteins. И JMolec.Biol- 1994,- V.238, N3,- P.415-436.

208. You T.J., Bashford D. Conformation and hydrofen ion titration of proteins: A continuum electrostatic model with conformational flexibility. // Biophys. Journ. -1995 -V.69 P.1721-1733.

209. Antosiewicz J., McCammon J.A., Gilson M.K. The determinants of pKs in proteins. //Biochemistry.- 1996,- V.35, N24,- P.7819-7833.

210. Warwicker J., Watson H.C. Calculation of the electric potential in the active site cleft due to a-helix dipoles. // JMolec.Biol- 1982,- У. 157, N4 P.671-679.

211. You Т., Harvey S. A finite element approach to the electrostatics of macro-molecules with arbitrary geometries. // J.Comput.Chem- 1993,- Y.14, N4,-P.484-501.

212. Zhauhar R, Morgan R. A new method of computing of the macromolecular electrostatic potential. II JMolec.Biol- 1985,- V.186, N4,- P.815-820.

213. Richards F.M. Areas, volumes packing and protein structure. // Annu.Rev .Biophys.Bioeng.- 1977.- V.6.-P.151-176.

214. Wendoloski J. J., Matthew J.B. Moecular dynamics effects on protein electrostatics. IIProteins.- 1989,- V.5.-P.313-321.

215. Northrup S.H., Wensel T.G., Meares C.F., Wendoloski J.J., Matthew J.B. Electrostatic field around cytochrome C: Theory and energy transfer experiments. // Proc. Natl.Acad.Sci. USA.- 1990,-V.87.- P.9503-9507.

216. T.van Vlijmen H.W., Schaefer M., Karplus M. Improving the accuracy of protein pKa calculations: conformational averaging versus the average structure. // Proteins: Struct.Funct.Genet.- 1998,- V.33.-P.145-158.

217. Gibas C.J., Subramaniam S. Explicit solvent models in proteinpKa calculations. // Biophys. Journ.- 1996,-V.71.-P. 138-147.

218. Sandberg L., Edholm O. pKa calculations along a bacteriorhodopsin molecular dynamics trajectory. //Biophys.Chem.- 1997 V.65.- P. 189-204.

219. Pethig R. Dielectric and Electronic Properties of Biological Materials, Wiley, Chichester, 1979.

220. Gilson M.K., Honig B.H. The dielectric constants of a folded protein. // Biopolymers 1986,- V.25.-P.2097-2119.

221. Simonson Т., Peharia D., Brunger AT. Microscopic theory of the electric properties of proteins. /I Biophys. Journ.- 1991,- V.59.- P.670-690.

222. States J., Karplus M. A model of electrostatic effects in proteins. // J.Molec.Biol-1987,- V.197,N1.- P. 122-130.

223. Smith E., Brunne R.M., Mark A.E., van Gunstern W.F. Dielectric properties of trypsin inhibitor and lysozyme calculated from molecular dynamics simulations. // J.Phys.Chem.- 1993,- V.97, N9,-P.2009-2014.

224. Rees D C. Experimental evaluation of the effective dielectric constant of proteins. // JMolec.Biol. 1980,- V.141, N3,- P.323-326.

225. Potter M.J., Gilson M.G., McCammon J. A. Small molecule pKa prediction with continuum electrostatic calculations. // J.Atner. Chem. Soc 1994 - V. 116, N22,-P. 10298-10299.

226. Marriott S., Reynolds W.F, Taft R.W., Topsom R. Sibstituent electronegativity parameters. И J. Org.Chem. 1984,- V.49, N6,- P.959-965.

227. Reynolds W.F., Mezey P.G., Hamer P.G. Ab initio calculations of 4- substitued styrenes: a theoretical model for the separation and evaluation of field and resonance substituent parameters. // Can. J. Chem.- 1977,- V.55, N3,- P.522-529.

228. Exner O., Ingr M., Carsky P. Ab initio calculations of substituent constants: A reinvestigation. // J.Mol.Stmct. (Theochem).- 1997- У.397,- P.231-239.

229. Exner O. The inductive effect: Theory and quantitative assessment И J.Phys.Org.Chem.- 1999,- V.12, N4.-P.265-274.

230. Charton M. The nature of electrical effect transmission. // J.Phys.Org.Chem.-1999,- V.12, N4,-P.275-282.

231. Charton M., Charton B. The mode of transmission of electrical effects. // J.Chem. Soc. Perkin Trans. 2,- 1999, N10.- P.2203-2213.

232. Kovetz A. Electromagnetic Theory. Oxford Univ. Press., New York, 2000.-35lp.

233. Gelin B.R., Karplus M. Side-chain torsional potentials, effect of dipeptide, protein and solvent-environmanet. //Biochemistry 1979- V. 18,N7-P. 1256-1268.

234. Warshel A., Levitt M. Theoretical studying of enzymatic reactions: dielectric, electrostatic and steric stabilization of the carbonium ion in the reaction of lysozyme. // J.Molec.Biol -1976,- V.103, N2,- P.227-249.

235. Warshel. //Photochem, Photobiol 1979,- V.30.- P.285-290.

236. Kortum G., Vogel W., Andrussow K. Dissociation Constants of Organic Acids in

237. Perrin D.D., Dempsey В., Serjeant E.P. pKa Prediction for Organic Acids and Bases. Chapman & Hall, London, NY, 1981, 144p.

238. Cherkasov A., Chen R. 3D Correlation analysis a novel approach to the analysis of substituent effects. 1. A quantitative assessment of organic amines aqueous basicity, (in preparation)

239. Perrin D.D., Dempsey В., Serjeant E.P. pKa Prediction for Organic Acids and Bases. Chapman & Hall, London, NY, 1981, 144p.

240. Cherkasov A., Chen R. 3D Correlation analysis a novel approach to the analysis of substituent effects. 2. A quantitative assessment of carboxylic acids aqueous acidity (in preparation)

241. Cherkasov A.R., Balawender R., Komorowski L. Proton electronegativity and hardness in reaction with amines. // Abst of 5th World Congress of Theoretically Oriented Chemists, WATOC'99, London, UK, 1-6 August 1999.

242. Koppel I.A., Molder U.H., Pikver R.I., The dependence of ionization potentials and proton affinities on structure. // Organic recativity (Tartu).- 1981,- V.18 P.380-410.

243. NIST Standard Reference Database, Nr 69 November 1998 Release.

244. Cherkasov A., Jonsson M., Galkin V.I. A Novel approach to the analysis of substituent effecs. Quantitative interpretation of ionization potentials and gas basicity of amines. // J.Molec.Graph.Model~ 1999,- V.17, N1,- P.28-43.

245. Heberger K. Linear free energy relationships in radical reactions. II. Hydrogen abstraction from substituted toluenes by tert-butyl, tert-butoxyl and tert-butylperoxyl Radicals. II J. Phys.Org.Chem.- 1994,- V.7, N5,- P.244.

246. Cherkasov A.R., Jonsson M., Galkin V.I., Cherkasov R.A. Correlation analysis in-the chemistry of free radical^// УспехиХгшии- 2000.-V.69 Submitted262. "Chemistry of Free RadicalsEds. Sakurai H., Tokumaru K. Nankodo, Tokyo, 1967, Chapter 17.

247. Hansch C., Gao H. Comparative QSAR: radical reactions of benzene derivatives in chemistry and biology.// Chem.Rev.- 1997,- Y.97, N 8,- P.2995 3039.

248. Brown H.C., Okamoto Y. Electrophilic substituent constants. // JAm.Chem.Soc,-1958,- V.80, N18,- P.4979-4987.

249. Hansch C., Leo A., Taft R.W. A survey of Hammett substituent constants and resonance and field parameters. // Chem. Rev.- 1991- V.91, N2 P.165-195.

250. Jonsson M., Lind J., Merenyi G., Eriksen Т.Е. Remote substituent effects on polar and nonpolar covalent bonds. // J.Chem.Soc.Perkin Trans.2- 1994, N10,- P.2149 2155.

251. Jonsson M., Lind J., Eriksen T.E, G.Merenyi. O-H Bond strengths and one-electron reduction potentials of multisubstituted phenols and phenoxyl radicals. Predictions using free energy relationships. // J.Chem.Soc.Perkin Trans.2 1993, N9,-P.1567-1568.

252. Jonsson M., Lind J., Reitberger Т., Eriksen Т.Е., Merenyi G. Redox chemistry of substituted benzenes. The one-electron reduction potentials of methoxy-substituted benzene radical cations // J.Phys.Chem.- 1993.- Y.97, N43.- P. 11278-11283.

253. Jonsson M., Lind J., Eriksen Т.Е., Merenyi G. Redox and acidity properties of 4-substituted aniline radical cations in water. // JAm.Chem.Soc.- 1994,- V.116, N4,-P. 1423-1428.

254. Jonsson M., Lind J., Merenyi G., Eriksen Т.Е. N-H Bond dissociation energies, reduction potentials and pKas of multisubstituted anilines and aniline radical cations. // J.Chem.Soc. Perkin Trans.2. 1995, N1,- P.61-66.

255. Jonsson M., Lind J., Merenyi G., Eriksen Т.Е. Redox propertiesof 4-substitued aryl methyl chalcogenides in water. /IJ.Chem.Soc. Perkin Trans.2.- 1995, N1- P.67-71.

256. Pryor W.A., Davis, Jr. W.H., Stanley J.P. Polar effects in radical reactions. II. A positive p for reaction of tert- butyl radicals with substituted toluenes. // J.Am.Chem.Soc.Л91Ъ,- V95, N14,- P.4754-4756.

257. Jones M.J., Moasd G., Rizzardo E., Solomon D.H. The philicity of tert-butoxy radicals. What factors are important in determining the rate and regioselectivity of tert-butoxy radical addition to olefins? II J.Org.Chem.- 1989,- V.54, N7.-P. 1607-1611.

258. Eherson S., Brownlee R.T.C., Taft R.W. A generalized treatment of substituent effect in benzene series. A statistical analysis of the dual substituent parameters in equation (1). //Progr.Phys.Org.Chem- 1973, V. 10,- P. 1-78.

259. Wells P.R. Linear free energy relationships. // Chem Rev -1963, N63. P. 171 - 219.

260. Alfrey Jr.Т., Price C.C. Relative reactivities in vinyl copolimerization. // J.Polym.Science.- 1947,- V.2, N1.-P. 101-106.

261. Walling C., Briggs E.R., Wolfstirn K.B., Mayo F.R. Copolymerization. X. The effect of meta- and para- substitution on the reactivity of the styrene double bond. // J.Am.Chem.Soc.- 1948,- V. 70,N4.-P. 1537-1544.

262. Otsu Т., Ito Т., Fujii Y., Imoto M. The reactivities of nuclear substituted phenyl methacrylates in radical copolymerization. // Bull.Chem.Soc. Japan 1968 - V.41, N1-P.204-208.

263. Yamamoto Т., Otsu T. Effects of substituents in radical reactions: extended Hammet equation for radical reactions. // Chem. & Indust.- 1967 P.787-789.

264. Otsu Т., Yamamoto T. J. Soc. Org.Synth.Chem.,Japan.- 1967,- V.23.-P.643.

265. Kieboom A.P.G. A note on the extended Hamet equation for radical reactions. // Tetrahedron.- 1972,- V.28, N5,- P. 1325-1329.

266. Sakurai H., Hayasaki S., Hosomi A. Relative reactivities in the addition of free trichlormethyl radicals to substituted styrenes. An attempt to separate polar and resonance effects. //Bull.Chem.Soc.Japan- 1971,- V.44, N7,-P. 1945-1949.

267. Ito R., Migita Т., Morikawa N., Simamura O. Influence of substituent groups on the arylation of substitued benznes by aryl radicals derived from p-substituted N-nitrozo acetanilides. // Tetrahedron.- 1965,- V.21, N5.-P.955-961.

268. Fisher Т.Н., Meierhoefer A.W. On the nature of the phenylazo group. // Tetrahedron.- 1975,- V.31, N17,- P.2019-2021.

269. Fisher Т.Н., Meierhoefer A. W. Substituent effects in free radical reactions. A study of 4- substituted 3- cyanobenzyl free radicals. // J.Org.Chem.- 1978,- V.43, N2,-P.224-228.

270. Fisher Т.Н., Dershem S.M., Prewitt ML. Meta-substituent effect on benzyl free-radical stability. // J.Org.Chem 1990,- V.55, N3.-P. 1040-1043.

271. Dincturk S., Jackson R.A., Townson M. An improved <r* scale. The thermal decomposition of substituted dibenzylmercury compounds in alkane solutions. // J.Chem.Soc. Chem.Comm - 1979,N4 -P. 172-174.

272. Jackson R.A., Malek F. Radical- initioated reduction of chloroformates to alkanes by tri-n-propylsilane. A method for removal of unwanted hydroxy-groups from organic molecules. I/J.Chem.Soc. Perkin Trans. 1- 1980, N6 P.1207-1211.

273. Dincturk S., Jackson R.A., Townson M., Agirbas H., Brillingham N.C., March. G. Free radical reactions in solution. Part 6. Thermal decomposition of substituted dibenzyl mercurials in solution. // J.Chem.Soc. Perkin Trans. 2 1981, N8 - P. 11211126.

274. Dincturk S., Jackson R.A. Free radical reactions in solution. Part 7. Substituent effects on free radical reactions: comparison of the o* scale with other measures of radical stabilization. I/ J.Chem.Soc.Perkin Trans.2.- 1981, N8,- P.1127-1131.

275. El-Durini N.M.K., Jackson R.A. Tfee radical reaction in solution. VIII. Radical-initiated addition of trialkylsilanes across alkene C=C bond. // J. Organomet. Chem. -1982 -V.232, N2,- P.117-121.

276. Jackson R.A., O.'Neill D.W. Free radical reactions in solution. Part 3. The decomposition of dibenzylmercury in toluene. // J.Chem.Soc.Perkin Trans.2- 1978, N6,- P.509-510.

277. Agirbas H., Jackson R.A. Free radical reactions in solution. Part 9. Further a* -values from decomposition of substituted dibenzylmercurials. // J.Chem.Soc. Perkin Trans.2 1983, N5,-P.739-742.

278. Jackson R.A. The thermal decomposition of dibenzylmercury: a suitable model reaction for determination of substituent effects on radical stability? // J. Orgaomet. Chem. 1992,- V.437, N1-2,- P.77-84.

279. Creary X. Rearrangemet of 2-aryl -3,3 dimethylmethyleneeyclopropanes. Substituent effects on a nonpolar radical-like transition state. // J.Org.Chem.- 1980,-V.45, N2.- P.280-284:--

280. Nau W.M., Hajrrer H.M., Adam W. Radical stabilization and ground state polar substituent effects in the thermal decomposition of azoalkanes. // J.Am.Chem.Soc.-1994,- V.l 16, N24,- P. 10972-10983.

281. Jiang X.-K., Ji G.-Z. A self- consistent and cross checked scale of spin -derealization substituent constants, the ojj- scale. // J.Org.Chem - 1992,- V.57, N22,-P.6051-6056.

282. Jiang X.-K., Wu C.-J., Wu X.-X. II Acta Chim.Sin. Engl.Ed.- 1983.-P.42.

283. Dust J.M., Arnold D.R. Substituent effects on benzyl radical ESR hyperfme coupling constants. The ca* scale based upon spin derealization. // J.Am.Chem.Soc.-1983,- V.105, N5.-P. 1221-1277.

284. Jackson R. A., Sharifi M. Stabilization of benzylic radicals by substituents: An EPR study of para-substituted benzyl radicals. I/ J.Chem.Soc. Perkin Trans.2.- 1996, N 5,-P.775-778.

285. Hammond G.S. A correlation of reaction rates. // JAm.Chem.Soc 1955,- V.77, N2,- P.334-338.

286. Ruchardt C. Relations between structure and reactivity in free radical chemistry. //

287. Wertz J.E., Bolton J.R. Electron Spin Resonance, McGraw-Hill, New York, 1972, Chapt.6

288. Walter R.I. Substituent effects on the properties of stable aromatic free radicals. The criterion for non-Hammet behaviour. // J.Am.Chem.Soc- 1966- V.88, N9,-P. 1923-1930.

289. Janzen E.G. Substituent effect on electron spin resonance and stability of free radicals. // Acc.Chem.Res.- 1969,- Y.2, N9,- P.279-288.

290. Afanas'ev I.B. The two-parameter Taft equation in kinetics of free radical reactions. //IntJ.Chem.Kinet- 1975 -V.7, N6,-P.856-877.

291. Dust J.M., Arnold D.R. Correction to: substituent effects on benzyl radical ESR hyperfine coupling constants. The oa*- scale based upon spin derealization. // J.Am. Chem. Soc. 1983,- Y. 105, N21.- P.6531.

292. Wayner D.D.M., Arnold D.R. Substituent effects on benzylic radical hydrogen hyperfine coupling constants. Part 4. The effect of branching of the alkyl substituent. // Can.J.Chem.- 1985,- V.63, N6,- P.2378-2383.

293. Jackson R.A. Correlation analysis of electron spin resonance spectra: the a-spectrum. // J.Chem.Soc. Perkin Trans2. -1983, N5,- P.523-529.

294. Jackson R.A. Objective analysis of EPR spectra by computer methods. // J.Chem.Soc. Perkin Trans 2.- 1993, N11,-P. 1991-1995.

295. Benson S.W. Bond energies. // J.Chem.Educ.- 1965,- V.42, N9,- P.502-518.

296. O'Neal H.E., Benson S.W. в кн. "Free Radicals", Vol.11, Ed. Kochi J.K.- Wiley, New York, 1973.

297. Rossi M.J., Golden D.M. Absolute rate constants for methyasis reactions of allyl and benzyl radicals with Ш (DI). Heat of formation of allyl and benzyl radicals. // J.Am.Chem. Soc- 1979,- V.101, N4,- P.1230-1235.

298. De Frees D.J., Mclver R.T., Jr., Here W.J. Heats of formation of gaseous free radicals via ion cyclotron double resonance spectroscops. // J.Am.Chem.Soc- 1980-V. 102, N 9 P.3334-3338.

299. Szwarc M. The CH bond energy in toluene and xylanes. // J.Chem.Phys 1948 -V. 16, N2 - P. 128-136.

300. Bordwell F.G., Zhang X-M., Filler R. Coupling of acidities and oxidation potentials to estimate homolytic bond dissociation energies and radical stabilization energies. И J.Or g.Chem.- 1993,- V.58, N22,- P.6067-6072.

301. Bordwell F.G., Zhang X.-M., From equilibrium acidities to radical stabilization energies UAcc.Chem. Res.- 1993,- V.26, N9,- P.510-518.

302. Nau W. M. Computational assessment of polar ground-state effects on the bond dissociation energies of benzylic and related bonds If J.Org.Chem.- 1996,- V.61, N23-P. 8312-8315.

303. Nau W.M. An electronegativity Model for polar ground-state effects on bond dissociation energies II J.Phys.Org.Chem.- 1997 V. 10, N6 - P.445-456.

304. Leroy G., Sana M., Wilante С. I I J.Mol.Struct.(Theochem).- 1990,- V.205.- P.97.

305. Ruchardt C., Beckhaus H.-D. Steric and electronic substituent effect on the carbon carbon bond. И Topics in Current Chemistry.- 1986,- V. 130, N22 - P. 1-22.

306. Leroy G. Stability of chemical species. // Int.J.Quantum Chem- 1983,- V.23, N1,-P.271-308.

307. Leroy G. // JMol.Struct (Theochem).-1983.-V.93.-P. 175.

308. Zavitsas A.A., Chatgilialoglu C.C., Energies of activation. The Paradigm of hydrogen abstractions by radicals. /f J.Am.Chem.Soc.- 1995 V.117, N43,- P. 1064510655.

309. Pryor W.A., Church D.F., Tang F Y., Tang R.H. "Frontiers in Free Radical Chemistry", Ed. W.A. Pryor, Academic Press, New York, 1980, p.335.

310. Clark K.B., Wayner D.D.M. Are relative bond energies a measure of radical stabilization energies? // J.Am.Chem.Soc.- 1991,- V. 113, N24,- P.9363-9365.

311. Pasto D.J. Radical stabilization energies of disubstituted methyl radicals. A detailed theoretical analysis of the captodative effect. // J.Am.Chem.Soc- 1988,-V. 110, N24,-P.8164-8175.

312. Pasto D.J., Krasnansky R, Zercher C. Stabilization energies and structures ofsubstituted methyl xdL^x^ULJQrg£hem.- 1987,- V.52, N11. P.3062 3072.

313. Hehre W.J., Ditchfield R., Random L., Pople J. Molecular orbital theory of the electronic structures of compounds. V. Molecular theory of bond separation. // J.Am.Chem.Soc.- 1970,- У .92» N15,- P.4796-4801.

314. Dorigo A.E., Li Y., Houk K.N. Theoretical studies of the rotational barriers of benzyl cation, radical, and anion and of singlet and triplet phenylcarbene. // J.Am.Chem.Soc.- 1989,-V.lll, N18,- P.6942-6948.

315. Bordwell F.G., Zhang X.-M., Alnajjar M.S. Effects on adjacent acceptors and donors on the stabilization of carbon- centred radicals. // J.Am.Chem.Soc.- 1992,-V. 114, N8 P.7623-7629.

316. Hrovat D.A., Borden W.T., Ab initio calculations of the relative resonance stabilization energies of allyl and benzyl radicals. //J.Phys.Chem 1994,- V.98, N41,-P. 10460-10465.

317. Hansch C., A.Leo. Substituents Constants for Correlation Analysis in Chemistry andBiolog^>, Wiley-Interscience, New York, 1979.-339p.

318. Exner O. Advances in Linear Free Energy Relationships, Eds. N.B. Chapman, J. Shorter, Plenum Press, London, 1971,- P. 1-89.

319. Cammarata A., Yau S.J. A comment on monomer reactivity indices for copolymerization. // J.Polym.Sci 1970, A1, 8 - P. 1303-1305.

320. Dewar M.J.S. A molecular orbital theory of organic chemistry. IV. Free radicals. // J.Am.Chem.Soc.- 1952,- V.74, N13.-P.3353-3363.346.—Balaban A.T. // Rev.Rmmt.Chim.- 1971,- V. 16-P.725.-

321. Baldock R.W., Hudson P., Katritzky A.R., Soti F. Heterocycles.-1973. V. 1. - P.67.

322. Baldock R.W., Hudson P., Katritzky A.R., Soti F. Stable radicals. Part I. A new principle governing the stability of organic free radicals. I/ J.Chem.Soc. Perkin Trans. I- 1974, N12,-P. 1422-1427.

323. Katritzky A.R., Soti F. Stable radicals. Part II. Some substituted pyridinyls. // J.Chem.Soc. Perkin Trans. 1.- 1974, N12,- P. 1427-1432.

324. Stella L., Janousek Z., Merenyi R., Viehe H.G Stabilization of radicals by "captodative" substitution C-C addition to radicophilic olefins. // Angew.Chem.Int.Ed. Engl - 1978,- V. 17, N9,- P.691-692.

325. Viehe H.G., Merenyi R., Stella L., Janousek Z. Capto-dative substituent effects in syntheses with radicals and radicophiles. // Angew.Chem.Int.Ed.Engl- 1979,- V.18, N12 P.917-932.

326. Mignani S., Beaujean M., Janousek Z., Merenyi R., Viehe H.G. Captodative substituent effect. // Tetrahedron 1981,- V.37, supl. N9,- P.l 11.

327. Mignani S., Merenyi R., Janousek Z., Viehe H.G. // Bull Soc. Chim. Belg- 1984.-V.93 P.991.

328. Mignani S., Merenyi R., Janousek Z., Viehe H.G. Captodative substituent effects. XV. Generalization of bridged dehydrodimerization by varying radicophiles and polarity of attacking radicals. // Tetrahedron 1985 - V.41, N4,- P. 769-773.

329. Mignani S., Janousek Z., Merenyi R., Viehe H.G., Riga J., Verbist J. Preparative arranging of tert-butoxy radicals by captodative obeying. // Tetrahedron Lett- 1984 -V.25, N15,-P. 1571-1574.

330. Lahousse F., Merenyi R, Desmurs J.R., Allaime H., Borghese A., Viehe H.G. Kinetic effects in radical addition reactions in radicophiles. // Tetrahedron Lett-1984,- V.25, N35.~ P.3823-3826.

331. De Cock C., Piettre S., Lahousse F., Janousek Z., Merenyi R, Viehe H.G. Captodative substituent effect. Part XXXI. Olefins with captodative substitution in 2+2. cycloadditions. // Tetrahedron.- 1985,- V.41, N19,- P.4183-4193.

332. Gundermann K.D. 1,4-Diradikale alz zwischenstufen der monomerisierung von l,2-bis(arylthio) -1,2-cyclobutandiyldicyaniden zu a-(acrylthio)-acrylnitrilen. // E.Rohrl, LiebigsAnn.Chem.- 1974,-P. 1661-1670.

333. Moriarty R.M., Romain C.R., Karle I.L., Karle J. The structure of anemonin. // J.Am.Chem.Soc 1965,- V.87, N14,- P.3251-3252.

334. Hall H.K. Jr. Bond-forming initiation in spontaneous addition and polymerization reactions ofalkenes. // Angew.Chem. Int.Ed.Engl- 1983 V.22, N6.-P.440-445.

335. Park S.-U., Chung S.K., Newcomb M. Acceptor, donor and captodative substitution in transition states of 5-hexen-l-yl raqdical cyclization. // J.Am.Chem.Soc 1986.-V. 108, N2,-P.240-244.

336. Singh H., Tedder J.M. The preparation of capto-dative radicals by homolysis. I I J.Chem.Soc. Chem.Comm 1980, N22,-P. 1095-1096.

337. Creary X., Jiang Z., Butchko M., McLean K. Silyl-substituted cyclopropyl carbenoids. // Tetrahedron Lett.- 1996. V. 3 7, N5. - P. 579-585.

338. De Mesmaeker A., Vertommen L., Merenyi R., Viehe H.G. Captodative substituent effect on the cis-trans isomerization of cyclopropanes. // Tetrahedron Lett-1982 V.23,N1.-P. 69-72.

339. Merenyi R., De Mesmaeker A., Viehe H.G. Kinetics of the cis-trans isomerization of cyclopropanes: comparison between captodative anddi-capto radical stabilization. // Tetrahedron Lett.- 1983,- V.24, N11.- P.2765 -2771.

340. Van Hoecke M., Berghese A., Penelle J., Merenyi R., Viehe H.G. Allylic radicals with captodative substitution: easy homolysis of 1-5 hexadienes. // Tetrahedron Lett-1986,- V.27, N38-P.4569- 572.

341. Merenyi R., Daffe V., Klein J., Masamba W., Viehe H.G. Capto-dative (cd) radical stabilization: kinetics of the isomerization of p-substituted a-cyano- a- methyl benzyl radical dimmers. //BvllSoc.Chim.Belg- 1982,- V.91, N5,- P.456.

342. Korth H.G., Lommes P., Sicking W., Sustmann R. Rotation barrier in 1-cyano-l-methoxyallyl radical: a contribution to the problem of capto-dative radical stabilization. II J.Am.Chem.Soc.- 1984 V. 106, N3 - P.663-668.

343. Maclnnes I., Walton J.C., Nonhebel D.C. Capto-dative stabilization in amine substituted radicals. I/J.Chem.Soc. Chem.Commun 1985,N11.-P.712-713.

344. Viehe H.G., Janousek Z., Merenyi R., Stella L. The captodative effect. H Acc.Chem.Res 1985,- V.18, N5,- P. 148-154.

345. Klessinger K. Captodative substituent effect and the chromophoric system of indigo. // Angew.Chem.Int.Ed.Engl- 1980 V. 19, N11,- P.908-909.

346. Leroy G., Peeters D., И JMol.Struct. (Theochem)-1981,- V.85.-P.133.

347. Korth H G , Lommes P., Sicking W., Sustmann R. Capto-dative substituent effects in benzylic radicals. // Rotational barrier in a-cyano -a-methoxy benzyl radical. // ChemBer.- 1985,- V188,N11.-P.4627-4631.

348. Korth H.G., Sustmann R., Merenyi R., Viehe H.G. Absolute rates for dimerization of capto-dative substituted methyl radicals in solution on absence of kinetic stabilization. II J.Chem.Soc. Perkin Trans.2.- 1983, N1,-P.67-74.

349. Zamkanei M., Kaiser J.H., Birkhofer H., Beckhaus H.-D., Ruchardt C. Substituent effects on the CC bond strength. Kinetics and thermochemistry of meso- and D,L,-3,5-dimethoxy-2,3-diphenylsuccinonitrile. //Chem. Ber- 1983,- V. 116, N9.-P.3216-3234.

350. Birkhofer H., Hadrich J., Beckhaus H.-D., Ruchardt C. A test for synergetic captodative radical stabilization. // Angew.Chem.lnt.Ed.EngL- 1987- У.26, N6-P.573-575.

351. Cherkasov A., Jonsson M. Substituent effect on thermochemical properties of free radicals. New substituent scales for C-centered radicals. // J. Chem .Inf. Сотр. Sci.-1998,-V.38, N6,-P.l 151-1156.

352. Cherkasov A., Jonsson M. Substituent effect on thermochemical properties of free radicals. // Abst. of 1st Nordic Sypm. on Radical Chemistry., 1998, Boson, Sweden.

353. Griller D., Ingold K. Persistent carbon-centred radicals. // Acc.Chem.Res.- 1976,-V.9, N1,- P.13-19.

354. Cherkasov A., Jonsson M. A new method for estimation of homolytic C-H bond dissociation enthalpies. // Jchem.Inf.Copm.Sci. в печати.

355. Sanderson R. T. Chemical Bonds and Bond Energy, Academic, New York, 1976,-218p.

356. Sanderson R. T. Polar Covalence, Academic, New York, 1982,- 240p.

357. Cohen N., Benson S. W. Estimation of heats of formation of organic compounds by additivity methods. IIChem.Rev.- 1993,- V.93,N7.- P.2419-2439.

358. Smith D. W. Additive bond-energy scheme with geminal H--H terms. Applications to the enthalpies of formation of alkane derivatives. II J.Chem.Soc.FaradayTrans-1991.- V.93, N11,- P.2037-2039.

359. Scott A.P., Radom L. Harmonic vibrational frequencies in evaluation of Hartree-Fock, Moller-Plesset, quadratic configuration interation, density functional theory, and semiempirical scale factors. II JPhys Chem- 1996,- V.100, N41,- P. 16502-16513.

360. Malatesta V., Scaiano J.C. Absolute rate constants for the reactions of tert-butoxyl with ethers: importance of stereoelectronic effect. // J.Org.Chem.- 1982 V.47, N8 -P. 1455-1459.

361. Kranenburg M., Ciriano M.V., Cherkasov A., Mulder P. The carbon-oxygen bond dissociation enthalpies in peroxyl radicals. // J.Phys.Chem.- 2000,- V.104, N5.-P.915-921.