ВЛИЯНИЕ АСИММЕТРИИ МАКРОЦИКЛА НА МОЛЕКУЛЯРНУЮ CТРУКТУРУ NH-ТАУТОМЕРОВ ПРОИЗВОДНЫХ СВОБОДНОГО ОСНОВАНИЯ КОРРОЛА

УДК 535.37+541.65+543.4

  • Крук Николай Николаевич – доктор физико-математических наук, доцент, заведующий кафедрой физики. Белорусский государственный технологический университет (220006, г. Минск, ул. Свердлова, 13а, Республика Беларусь). E-mail: m.kruk@belstu.by

  • Кленицкий Дмитрий Викентьевич – кандидат физико-математических наук, доцент, доцент кафедры физики. Белорусский государственный технологический университет (220006, г. Минск, ул. Свердлова, 13а, Республика Беларусь). E-mail: klen@belstu.by

  • Гладков Лев Львович – доктор физико-математических наук, доцент, профессор кафедры высшей математики. Белорусская государственная академия связи (220114, г. Минск, ул. Ф. Скорины, 8/2, Республика Беларусь). E-mail: llglad@tut.by

  • Маес Воутер – кандидат химических наук, профессор. Хассельтский университет (г. Дипенбек, B-3590, Бельгия). E-mail: wouter.maes@uhasselt.be

DOI: https://doi.org/10.52065/2520-6141-2022-254-1-38-43

Ключевые слова: коррол, NH-таутомеры, неплоскостные искажения, периферическое замещение.

Для цитирования: Крук Н. Н., Кленицкий Д. В., Гладков Л. Л., Маес В. Влияние асимметрии макроцикла на молекулярную структуру NH-таутомеров производных свободного снования коррола // Труды БГТУ. Сер. 3, Физико-математические науки и информатика. 2022. № 1 (254). С. 38–43. DOI: https://doi.org/10.52065/2520-6141-2022-254-1-38-43.

Аннотация

С использованием метода функционала плотности рассчитана равновесная молекулярная конформация длинноволнового (Т1) и коротковолнового (Т2) NH-таутомеров свободных оснований незамещенного коррола и трех производных с различной архитектурой периферического замещения. Установлено, что длина связи С1С19 в дипиррольном фрагменте существенно различается для двух NH-таутомеров. Уменьшение длины связи С1С19 при переходе от длинноволнового Т1 таутомера к коротковолновому Т2 таутомеру обусловлено ростом непланарности ди-пиррольного фрагмента, который, в свою очередь, приводит к уменьшению силы стерических взаимодействий между заместителями в положениях С2 и С18 пиррольных колец. Величина двугранного угла между пирролениновым кольцом, которое протонируется, и средней плоскостью макроцикла обратно пропорциональна длине связи С1С19 для двух NH-таутомеров. Из-за различного положения пирроленинового кольца данная зависимость более выражена для таутомера Т1. У таутомера Т2 пирролениновое кольцо отклоняется от средней плоскости макроцикла на меньший угол благодаря наличию внутримолекулярной водородной связи. Результатом таких структурных различий является снижение основности макроцикла таутомера Т2 по сравнению с таутомером Т1. На основании полученных результатов сделан вывод о том, что асимметричное строение макроцикла корролов обуславливает ключевую роль внутримолекулярных взаимодействий в дипиррольном фрагменте в формировании молекулярной конформации макроцикла.

Скачать

Список литературы

  1. Kruk M. M., Klenitsky D. V., Maes W. Molecular structure and conformation of free base corroles // Macroheterocycles. 2019. Vol. 12, no. 1. P. 58–67. DOI: 10.6060/mhc190229k.
  2. Крук Н. Н., Кленицкий Д. В., Маес В. Квантово-химическое исследование молекулярной структуры алкилированных корролов // Труды БГТУ. Сер. 3, Физ.-мат. науки и информатика. 2018. № 1. С. 36–42.
  3. Крук Н. Н., Кленицкий Д. В., Маес В. Исследование структурных факторов, определяющих основность алкилированных производных свободного основания коррола // Труды БГТУ. Сер. 3, Физ.-мат. науки и информатика. 2020. № 1. С. 32–47.
  4. Крук Н. Н. Строение и оптические свойства тетрапиррольных соединений. Минск: БГТУ, 2019. 216 с.
  5. Electron correlation in tetrapyrroles: ab initio calculations on porphyrin and the tautomers of chlorin / J. Almlöf [et al.] // Journal Phys. Chem. 1993. Vol. 97, no. 42. P. 10964–10970. DOI: 10.1021/j100144a012.
  6. Vagnberg T., Ghosh A. First-Principles Quantum Chemical Analysis of the Factors Controlling Ruffling Deformations of Porphyrins: Insights from the Molecular Structures and Potential Energy Surfaces of Silicon, Phosphorus, Germanium, and Arsenic Porphyrins and of a Peroxidase Compound I Model // Journal Am. Chem. Soc. 1999. Vol. 121, no. 51. P. 12154–12160. DOI: 10.1021/ja992457i.
Поступила после доработки 06.12.2021