مطالعه محاسباتی سنتز مشتقات ناحیه گزین 3،2،1- تری آزول های استخلاف شده در موقعیت 1و4 با بکار گیری روشهای شیمی کوانتومی

نوع مقاله: مقاله علمی پژوهشی

نویسندگان

دانشگاه الزهرا

چکیده

 

واکنش سنتز مشتقات 3،2،1- تری آزول های استخلاف شده در ناحیه 1و4 در حضور کاتالیستی از یون مس(I) توسط روش های نظریه تابعی چگالی به لحاظ ساختاری و ترمودینامیکی در فاز گازی و در حضور سه حلال مختلف آب، اتانول و استو نیتریل از طریق مدل سازی زنجیره های قطبیده مورد بررسی قرار گرفت.

 با توجه به نتایج ترمودینامیکی محاسبه شده برای واکنش، نشان داده شد که تولید محصول ناحیه گزین استخلاف شده در موقعیت 1و4 نسبت به محصول استخلاف شده در موقعیت 1و5، به لحاظ ترمودینامیکی مطلوب ترو نیز انجام واکنش در محیط استونیتریل به عنوان حلال از ارجحیت بالاتری برخوردار است.

 در مرحله بعد، ساختار حالات گذار متناظر با هر یک از محصولات ایزومری در حضور کاتالیست بهینه سازی شد و سپس خواص ساختاری و انرژی آن ها با در نظر گرفتن نقش کاتالیست  SMI-CuIبه منظور توجیه منشأ ناحیه گزینی مورد بحث و بررسی قرار گرفت. علاوه بر آن، بر اساس نتایج حاصل از محاسبات نظریه کوانتومی اتم ها در مولکولها روی محصولات و حالات گذار متناظربا آن، منشأ الکترونی ناحیه گزینی واکنش مورد تحلیل قرار گرفت.

 

کلیدواژه‌ها


عنوان مقاله [English]

Computational study on regioselective synthesis of 1,4-disubstituted 1,2,3-triazoles using quantum chemistry methods

نویسندگان [English]

  • nazila asem
  • tayebeh hosseinnejad
چکیده [English]

Synthesis of 1,4-disubstituted 1,2,3- triazoles in the presence of  SMI-CuI catalyst has been modeled by means of density functional theory in terms of structural and thermochemical aspects in the gas phase and also in the presence of three different solvents; ethanol, acetonitrile and water via polarized continuum model. Based on the calculated thermodynamical properties of the reaction, we have shown that the production of 1,4 disubstituded 1,2,3-triazole is more favourable thermodynamically. Moreover, from thermodynamic point of view, we have determined acetonitrile as more appropriate solvent.

In the next step, the structural and energetic properties of the corresponded transition states to 1,4 and 1,5 disubstituted 1,2,3-triazole products, considering SMI-CuI catalyst effect, were assessed to interpret the origins of regioselectivity. Additionally, we have analyzed the regioselective behavior of the synthesis electronically, based on the quantum theory of atoms in molecules calculations.

کلیدواژه‌ها [English]

  • click reaction
  • 1
  • 4-disubstituted 1
  • 2
  • 3-triazoles
  • density functional theory
  • polarized continuum model
  • quantum theory of atoms in molecules
]1[ (a تبریزیان، علی عموزاده، مجله شیمی کاربردی 9 (1393) 23،  (bنجمه نوروزی ، صبا کشت گر، مجله شیمی کاربردی11 (1395) 115،  (cرحمان حسین زاده ، مریم مهاجرانی ، رحمت الله توکلی ، مجله شیمی کاربردی 4 (1388) 3

[2] a) Z. P. Demko, K. B. Sharpless, J. Org. Chem, 66 (2001) 7945. b) H.C. Kolb, M.G. Finn, K.B. Sharpless, Angew, Chem. Int. Ed. Engl, 40 (2001) 2004.

[3] Kumar, A. Alimenla, B. Jamir, L. Sinha, D. Sinha, U. B, Org. Commun, 5 (2012) 64.

[4] A. Oge, M, Mavis, Yolacan. E, Aydogan. C, Turk. J. Chem. 36 (2012) 137.

[5] P. Yadav, D. Devprakash, G. Senthilkumar, Int. J. Pharm. Sci. Drug. Res, 42 (2011) 1.

[6] A. Fazeli, H. A. Oskooie, Y.S. Beheshtiha, M. M. Heravi, H. Valizadeh, Org. Chem, 10 (2013) 738.

[7] A. Fazeli, H. A. Oskooie, Y.S. Beheshtiha, M.M. Heravi, H. Valizadeh, F.  Bamoharram, Monatsh. Chem. 144 (2013) 1407.

[8] A. Fazeli, H. A. Oskooie, Y. S. Beheshtiha, M.M. Heravi, F. M. Moghaddam, B. K. Foroushani, Synlett, 391 (2013) 8.

[9] M. M. Heravi, A. Fazeli, H. A, Oskooie, H. Valizadeh, Synlett, 2927 (2012) 20.

[10] S. Khaghaninejad, M. M. Heravi, T. Hosseinnejad, H. A. Oskooie,  M. Bakavoli, Res. Chem.Intermed. DOI: 10.1007/s11164-015-2105-3

[11] R. Mirsafaei, M. M. Heravi, Sh. Ahmadic, M. H. Moslemin, T. Hosseinnejad, J. Mol. Cat. A. 402 (2015) 100.

[12] T. Hosseinnejad, M. Dinyari, Comput. Theor. Chem. 1071 (2015) 53.

[13] T. Hosseinnejad, B. Fattahi, M. M. Heravi, J.Mol.Modeling. 21 (2015) 264.

[14] A. Fazeli1, H. A. Oskooie, Y. S. Beheshtiha, M. M. Heravi, H. Valizadeh, Lett.Org. Chem. 10 (2013) 738.

[15] E. Hashemi, S.Y. Beheshtiha, S. Ahmadi, M. M. Heravi, Transition Met. Chem. 39 (2014) 593.

[16] M. W. Schmidt, K. K. Baldridge, J. A. Boatz, S. T. Elbert, M. S. Gordon, J. H. Jensen, S. Koseki, N. Matsunaga, K. A. Nguyen,  S. J. S, T. L. Windus, M. Dupuis, J. A. Montgomery, J. Comput. Chem. 14 (1993) 1347.

[17] D. G. Truhlar, Y. Zhao, Theor. Chem. Account. 120 (2008) 215.

[18] B. Mennucci, J. Phys. Chem. 106 (2002) 6102.

[19] E. Cancès, B. Mennucci, Tomasi. J, J. Chem. Phys. 107 (1997) 3032.

[20] P. J. Hay, W. R. Wadt, J. Chem. Phys. 82 (1985) 284

[21] P. J. Hay, W. R. Wadt, J. Chem. Phys. 82 (1985) 270.

[22] R. F. W. Bader, AIM2000 Program, version 2.0, Hamilton, McMaster University, 2000.