COPUTER SIMULATION OF VIBRATIONAL SPECTRUM OF 2-ISOPROPYL-4,4,6-TRIMETHYL-1,3,2- DIOXABORINANE

Брусиловский Ю.Э.¹, Кузнецов В.В.²

¹Ведущий инженер, Физико-химический институт им. А.В. Богатского НАН Украины, г. Одесса, Украина; ²Доктор химических наук, профессор, Уфимский государственный авиационный технический университет; Уфимский государственный

нефтяной технический университет

КОМПЬЮТЕРНОЕ МОДЕЛИРОВАНИЕ КОЛЕБАТЕЛЬНОГО СПЕКТРА 2-ИЗОПРОПИЛ-4,4,6-ТРИМЕТИЛ-1,3,2-ДИОКСАБОРИНАНА

Аннотация

Рассмотрены результаты компьютерного моделирования основных колебательных частот гетероатомного фрагмента кольца 2-изопропил-4,4,6-триметил-1,3,2-диоксаборинана.

Ключевые слова: 1.3,2-диоксаборинан, колебательный спектр, компьютерное моделирование.

Brusilovskij U.E.¹, Kuznetsov V.V.²

¹Leading engineer, A.V. Bogatskij Physico-chemical Institute NAS of Ukraine, Odessa, Ukraine; ²Professor in Chemistry, Ufa State Aviation Technical University, Ufa State Petroleum Technological University

COPUTER SIMULATION OF VIBRATIONAL SPECTRUM OF 2-ISOPROPYL-4,4,6-TRIMETHYL-1,3,2-DIOXABORINANE

Abstract

Results of computer simulation of the main vibrational frequencies of hete­roatomic ring fragment of 2-isopropyl-4,4,6-trimethyl-1,3,2-dioxaborinane have been reviewed.

Keywords: 1,3,2-dioxaborinane, vibrational spectrum, computer simulation.

Интерес к структурным исследованиям шестичленных циклических эфиров борных кислот связан как с особенностями их строения, так и с использованием в качестве реагентов тонкого органического синтеза [1-6]. Ранее [7, 8] были выявлены основные колебательные частоты в ИК и КР спектрах замещенных 1,3,2-диоксаборинанов. При этом отмечалось, что данные литературы в ряде случаев дают противоречивую информацию. Ряд таких расхождений был выявлен в ходе компьютерного моделирования основных колебательных частот в молекулах 2-изопропил- и 2-изопропил-5.5-диметил-1,3.2-диоксаборинанов [9, 10].

Целью настоящей работы является компьютерное моделирование колебательного спектра 2-изопропил-4,4,6-триметил-1,3,2-диоксаборинана (I) с помощью неэмпирического квантово-химического приближения HF/6-31G(d) в рамках программного обеспечения HyperChem [11].

Исследовались колебательные частоты, связанные с гетероатомным фрагментом кольца. Все они принадлежат к так называемой области «отпечатков пальцев» молекулы.

При определении расчетных колебательных мод использовалась процедура масштабирования с коэффициентом 0.8953, соответствующим уровню теории HF/6-31G(d) [12].

Выявленные моды свидетельствуют о заметном вкладе смешанных колебаний, в которых участвуют фрагменты гетероциклического кольца, в общий спектр.

Основные колебательные частоты соединения I

Частота, см-1	Интенсивность, %	Отнесение	Экспериментальные частоты, см-1
663	9	Внеплоскостные деформационные колебания фрагмента СВО2 (δ СВО2)	668 (ср), ИК
766	3	Cимметричные валентные колебания ВО2 (νs ВО2)	767 (с), КР; 770 (сл), ИК
1153	14	Смешанные колебания фрагмента СОВС	1165 (ср), ИК
1217	48	Смешанные колебания фрагмента (СО)2ВС	1200 (с), ИК
1236	100	Смешанные колебания фрагмента СС2О2ВС	1230 (сл), КР
1296	58	Асимметричные валентные колебания ВО2 (νas ВО2)	1290 (с), ИК
1341	90	Валентные колебания ВС (ν В-С)	1336 (с), ИК

Примечание: с – сильная, ср. – средняя, сл. – слабая

При этом для колебаний ν_s ВО₂  (КР), δ СВО₂  (ИК), ν_as ВО₂ (ИК) и ν В-С (ИК) наблюдается хорошее соответствие расчетных и экспериментальных значений частот. Следует, однако, подчеркнуть, что представленный в данной работе первичный анализ выявил и существенные расхождения с прежними отнесениями колебаний в ИК спектрах замещенных 1,3,2-диоксабори­нанов. Так, значение частоты ν В-С на основании данных литературы ранее относилось к полосе при 1200-1220 см^-1, а частота асимметричных валентных колебаний ν_as ВО₂ – к полосе при 1325-1350 см^-1 [8].

Рассмотренные колебательные частоты могут быть использованы для идентификации и подтверждения структуры соединений этого класса.

Литература

1. Грень А.И., Кузнецов В.В. Химия циклических эфиров борных кислот. Киев: Наукова думка, 1988. 160 с.

2. Кузнецов В.В. Реакции 1,3-диоксациклоалканов и их 2-арсена, 2-бора, 2-герма, 2-сила и 2-тиа аналогов с нитрилами // Изв. РАН. Сер. хим. – 2005. – № 7. – C. 1499-1507.

3. Кузнецов В.В. Успехи органического катализа и химии гетероциклов. М: Химия, 2006. C.336-355.

4. Брусиловский Ю.Э., Кузнецов В.В. Взаимодействие циклических эфиров борных кислот с параформальдегидом // Журн. общ. химии. – 2012. – Т.81. – Вып.3. – С. 446-448.

5. Bhat N.G., Caga-Anan Z., Leija R. A novel synthesis of (Z)-2-(1-trimethylgermyl-1-alkenyl)-1,3,2-dioxaborinanes and their conversion into carboxylic acids // Tetrahedron Lett. – 2005. – V.46. – P. 5109-5111.

6. Zhang G., Peng Y., Cui L., Zhang L. Gold-catalyzed homogeneous oxidative cross-coupling reactions // Angew. Chem. Int. Ed. 2009. – V.48. – P. 3112-3115.

7. Кузнецов В.В., Грень А.И. Колебательные спектры стереоизомерных 2,4,5- и 2,4,6-замещенных 1,3,2-диоксаборинанов // Докл. АН УССР. Сер. Б. – 1984. – № 7. – С. 39-41.

8. Кузнецов В.В., Алексеенко Л.И., Стайков А.И., Грень А.И. Колебательные спектры 2-, 2,4- и 2,5-замещенных 1,3,2- диоксаборинанов // Укр. хим. журн. – 1988. – Т.54. – № 12. – С. 1315-1319.

9. Брусиловский Ю.Э., Кузнецов В.В. Компьютерное моделирование колебательного спектра 2-изопропил-1,3,2- диоксаборинана // Международный журнал прикладных и фундаментальных исследований – 2011. – № 10. – С. 133.

10. Брусиловский Ю.Э., Кузнецов В.В. Компьютерное моделирование колебательного спектра 2-изопропил-5,5-диметил1,3,2-диоксаборинана // Международный научно-исследовательский журнал – 2012. – № 4. – С. 59-60.

11. HyperChem 7.01. Trial version. www.hyper.com.

12. Scott P.A., Radom L. // J. Phys. Chem. – 1996. – V.100. – N 41. – P.16502-.