DFT-ВНУТРИМОЛЕКУЛЯРНАЯ ДИНАМИКА

2-ПИРИДИН-2-ИЛ-1Н-БЕНЗИМИДАЗОЛА

Рулёва К. В., Берестнева Ю. В., Ракша Е. В.

Донецкий национальный университет

83001, Донецк, ;

e-mail: *****@***

В работе представлены результаты теоретических исследований структуры и внутримолекулярной динамики 2-пиридин-2-ил-1Н-бензимидазола (PBI). Расчеты выполнены в приближении DFT-методов с набором базисных функций 6-31G. Проводилась полная оптимизация параметров молекулярной геометрии PBI с последующим расчетом частот гармонических колебаний.

Рассчитано изменение полной энергии PBI при внутримолекулярном вращении пиридинового фрагмента в молекуле вокруг связи С–С. При этом варьировали величину торсионного угла С9-С8-С7-N1 (Q) от 0° до 360° с шагом 15° при полной оптимизации всех остальных геометрических параметров. На рисунке приведена типичная кривая внутримолекулярного вращения пиридинового фрагмента вокруг С-С связи в молекуле PBI, полученная в приближении. ΔЕ – конформационная энергия, рассчитанная как разность полной энергии конформации молекулы с текущей величиной координаты Q и полной энергии конформера с наименьшей энергией. На кривой внутримолекулярной динамики наблюдается 4 минимума. Конфигурация молекулы PBI с величиной Q, равной 0° и 360° - идентичны. Минимумы на кривой, соответствующие Q = 135° и Q = 225° (метод O3Lyp) также изоэнергетичны и имеют одинаковую конфигурацию, характеризуются одинаковым значением дипольного момента. Поэтому далее рассматриваем только два конформера PBI. Рассчитаны величины барьеров внутреннего вращения (таблица) в молекуле PBI, соответствующих переходам конформер 1 ® конформер 2 (ΔЕ1®2).

Таблица

Характеристики конформеров PBI и величина барьера внутримолекулярного вращения (ΔЕ1®2)

Метод

Конформер 1

Конформер 2

ΔЕ1®2, кДж/моль

Q,°

m, D

Q,°

m, D

BHandHLYP

0, 360

2,61

150, 210

5,33

57,0

B3Lyp

0, 360

2,45

150, 210

5,17

56,3

B3P86

0, 360

2,48

165, 195

5,23

58,6

B3PW91

0, 360

2,47

150, 210

5,22

56,5

G96Lyp

0, 360

2,30

165, 195

5,03

55,7

MPWPW91

0, 360

2,33

165, 195

5,05

58,4

O3Lyp

0, 360

2,39

135, 225

5,13

54,7