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http://repositorio.utfpr.edu.br/jspui/handle/1/34789| Título: | Análise conformacional do etanodiol e de seus derivados utilizando cálculos teóricos |
| Título(s) alternativo(s): | Conformational analysis of ethanediol and its derivatives using theoretical calculations |
| Autor(es): | Papait, Leonardo Vareschi |
| Orientador(es): | Oliveira, Paulo Roberto de |
| Palavras-chave: | Ligação de hidrogênio Etilenoglicol Análise conformacional Hydrogen bonding Ethylene glycol Conformational analysis |
| Data do documento: | 9-Jun-2022 |
| Editor: | Universidade Tecnológica Federal do Paraná |
| Câmpus: | Curitiba |
| Citação: | PAPAIT, Leonardo Vareschi. Análise conformacional do etanodiol e de seus derivados utilizando cálculos teóricos. 2022. Trabalho de Conclusão de Curso (Bacharelado em Química) - Universidade Tecnológica Federal do Paraná, Curitiba, 2022. |
| Resumo: | O estudo de análise conformacional é uma importante ferramenta na química, porque através da utilização dessa ferramenta pode-se compreender a reatividade química e a estrutura das moléculas. A análise conformacional permite avaliar determinadas preferências conformacionais, através de efeitos como as repulsões estéricas, interações eletrônicas e ligações de hidrogênio intermoleculares (LH) e intramoleculares (LHI). A LHI é uma das principais interações que determinam e estabilizam determinadas preferencias conformacionais, como no caso do efeito gauche no 1,2-etanodiol onde se discute se a estabilização ocorre pela formação LHI. O trabalho investiga a possibilidade de formação da LHI e a sua influência na preferência conformacional do 1,2-etanodiol (1) e de seus derivados 2-metoxietanol (2), 2-etoxietanol (3), 2-isopropoxietanol (4), 2-terc-butoxietanol (5), 2-fenoxietanol (6) e 2-etenoxietanol (7). As geometrias foram otimizadas utilizando o software Gaussian09 com o nível de teoria M06-2X/cc-PVTZ. O software AIMALL foi utilizado para aplicação da Teoria Quântica de Átomos em Moléculas (QTAIM), o software NBO 6.0 para as análises de Orbitais Naturais de Ligação (NBO). Para as análises de Interações não Covalente (NCI) o software NCIPLOT foi aplicado. Durante o estudo os resultados das populações térmica evidenciaram uma preferência dos arranjos gauche frente aos arranjos anti, com valores acima de 80% para todos os compostos. As análises de NBO reforçaram a mesma preferência pelas conformações gauche, mesmo estas possuindo um maior efeito estérico em relação as anti. Já a presença da LHI foi identificada por análises de NCI, e alguns parâmetros geométricos para os 7 compostos. As interações de transferência de carga ηO→σ*OH por NBO foram identificadas para o 1,2-etanodiol. Com base nas análises estruturais de ângulo diedro (Φ), comprimento de ligação (O—H), distância de ligação (O-H···O) e dos sinais de λ2ρ(r) resultados das análises de NCI, pode-se observar uma diminuição da força da LHI para os compostos 2-5 com a adição dos grupos alquilas. Os grupos substituintes dos compostos 6 e 7 apresentaram impactos ainda mais crítico para formação da LHI, já que o efeito retirador de elétrons por ressonância da dupla ligação e do anel aromático, diminuíram a disponibilidade do par de elétrons para formação da interação ηO →σ*OH, como visto em resultados de NBO. |
| Abstract: | The study of conformational analysis is an important tool in chemistry, because through the use of this tool one can understand the chemical reactivity and the structure of molecules. Conformational analysis allows the evaluation of certain conformational preferences, through effects such as steric repulsions, electronic interactions and intermolecular and intramolecular hydrogen bonds (IHB). IHB is one of the main interactions that determine and stabilize certain conformational preferences, as in the case of the 1,2-ethanediol gauche effect, where it is discussed whether stabilization occurs through IHB formation. The work investigates the possibility of formation of IHB and its influence on the conformational preference of 1,2-ethanediol (1) and its derivatives 2-methoxyethanol (2), 2-ethoxyethanol (3), 2-isopropoxyethanol (4), 2-tertbutoxyethanol (5), 2-phenoxyethanol (6) and 2-ethenoxyethanol (7). The geometries were optimized using the Gaussian09 software with the theory level M06-2X/cc-PVTZ. The AIMALL software was used to apply the Quantum Theory of Atoms in Molecules (QTAIM), the NBO 6.0 software for the analysis of Natural Bond Orbitals (NBO). For the analysis of Non-Covalent Interactions (NCI) the NCIPLOT software was applied. During the study, the results of the thermal populations showed a preference for gauche arrangements over anti arrangements, with values above 80% for all compounds. The NBO analyzes reinforced the same preference for gauche conformations, even though they have a greater steric effect in relation to the anti. The presence of IHB was identified by NCI analysis for the 7 compounds. ΗO→σ*OH charge transfer interactions by NBO were identified for 1,2-ethanediol. Based on the structural analysis of dihedral angle (Φ), bond length (O—H) and bond distance (OH···O) and the λ2ρ(r) signals resulting from NCI analyses, one can observe a decreased strength of IHB for compounds 2-5 with the addition of alkyl groups. The substituent groups of compounds 6 and 7 showed even more critical impacts for the formation of IHB, since the electron-withdrawing effect by resonance of the double bond and the aromatic ring, reduced the availability of the electron pair for the formation of the ηO→σ*OH interaction, as seen in NBO results. |
| URI: | http://repositorio.utfpr.edu.br/jspui/handle/1/34789 |
| Aparece nas coleções: | CT - Química |
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