ВЗАИМОСВЯЗЬ АРХИТЕКТУРЫ ПЕРИФЕРИЧЕСКОГО ЗАМЕЩЕНИЯ СВОБОДНЫХ ОСНОВАНИЙ КОРРОЛОВ И АРОМАТИЧНОСТИ МАКРОЦИКЛА

УДК 535.37+541.65+543.4

  • 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

  • Вершиловская Ирина Вацлавовна − кандидат биологических наук, старший преподаватель кафедры физики. Белорусский государственный технологический университет (220006, г. Минск, ул. Свердлова, 13а, Республика Беларусь). E-mail: vi_va@tut.by

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

  • 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

DOI: https://doi.org/10.52065/2520-6141-2022-260-2-43-48

Ключевые слова: коррол, NH-таутомеры, ароматичность, периферическое замещение.

Для цитирования: Кленицкий Д. В., Гладков Л. Л., Вершиловская И. В., Маес В., Крук Н. Н. Взаимосвязь архитектуры периферического замещения свободных оснований корролов и ароматичности макроцикла // Труды БГТУ. Сер. 3, Физико-математические науки и информатика. 2022. № 2 (260). С. 43–48. DOI: https://doi.org/10.52065/2520-6141-2022-260-2-43-48.

Аннотация

С использованием модели гармонического осциллятора для ароматичности (HOMA) рассчитаны индексы ароматичности IHOMA макроцикла двух NH-таутомеров свободных оснований корролов с различной архитектурой периферического замещения. Молекулярная конформация длинноволнового Т1 и коротковолнового Т2 NH-таутомеров исследованных соединений рассчитана методом функционала плотности. Показано, что форма доминирующего 18-членного контура π-сопряжения таутомера Т2 одинакова у всех исследованных производных коррола, а форма доминирующего контура сопряжения таутомера Т1 различается в зависимости от архитектуры периферического замещения. Установлено, что величина индекса ароматичности IHOMA зависит от характера электронной коммуникации между макроциклом и периферическими заместителями. Присоединение электронодонорных заместителей в Cb-положениях макроцикла приводит к уменьшению ароматичности каждого из двух NH-таутомеров. Величина индекса ароматичности IHOMA убывает пропорционально сумме резонансных констант Гаммета σR периферических заместителей. Предполагается, что данная зависимость может быть положена в основу способа управления ароматичностью макроцикла свободных оснований корролов.

Скачать

Список литературы

  1. Крук Н. Н. Строение и оптические свойства тетрапиррольных соединений. Минск: БГТУ, 2019. 216 с.
  2. Квантово-химический расчет и спектроскопическое исследование контура π-сопряжения в NH-таутомерах свободных оснований корролов / Д. В. Кленицкий [и др.] // Журн. прикл. спектр. 2021. Т. 88, № 6. C. 836–844.
  3. Инверсия ароматичности NH-таутомеров свободных оснований корролов в нижнем триплетном Т1 состоянии / Л. Л. Гладков [и др.] // Журн. прикл. спектр. 2022. Т. 89, № 3. C. 323–329.
  4. Laikov D. N. Fast evaluation of density functional exchange-correlation terms using the expansion of the electron density in auxiliary basis sets // Chem. Phys. Lett. 1997. Vol. 281, no. 1. P. 151–156. DOI: 10.1016/S0009-2614(97)01206-2.
  5. Senge M. O., MacGovan S. A., O’Brien J. Conformational control of cofactors in nature – the influence of protein-induced macrocycle distortion on the biological function of tetrapyrroles // Chem. Commun. 2015. Vol. 51, no. 96. P. 17031–17063. DOI: 10.1039/c5cc06254c.
  6. Fliegl H., Sundholm D. Aromatic Pathways of Porphins, Chlorins, and Bacteriochlorins // J. Org. Chem. 2012. Vol. 77, no. 7. P. 3408–3414. DOI: 10.1021/jo300182b.
  7. Murov S. L., Carmichael I., Hug G. L. Handbook of photochemistry. New-York: Marcel Dekker, 1993. 420 p.
  8. Atropisomerism and conformational aspects of meso-tetraarylporphyrins and related compounds / A. Tome [et. al.] // J. Porph. Phthal. 2011. Vol. 15, no. 1. P. 1–28. DOI: 10.1142/S1088424611002994.
Поступила после доработки 05.05.2022