التخصص: الكيمياء

التخصص الدقيق: Chemistry

المستخلص: هدفت هذه الدراسة الى تقييم نظري لتأثيرات بدائل الهيدروكسي (-OH)، الأمينو (-NH2)، والبرومو (-Br) على خصائص مشتقات ثنائي البيردين باستخدام منهج نظرية الدالة الوظيفية للكثافة (DFT)، وقد وُجد أن هذه المجموعات تُغير من الخصائص الإلكترونية والبنائية لمشتقات ثنائي البيريدين مع التأثير المهم للحث والرنين في ذلك، لدراسة الإستقرار النسبي فقد تم التنبأ بالترتيب أورثو< ميتا < بارا لكل مجموعة من مشتقات ثنائي البيردين، وأن المطابقة أورثو أكثر إستقراراً بنسبة 4,62، 6,54، 2,18 كيلو كالوري/مول من نظرائها ميتا لكل من بدائل الهيدروكسي، الأمينو، والبرومو على التوالي، من جانب الخاصية الإلكترونية تعتبر قابلية البدائل على سحب/إعطاء الإلكترونات أمراً حاسماً في إتاحة الإلكترونات لنظام ثنائي البيردين، لُوحظ عند الاستبدال بمجموعة الأمينو أن الانخفاض بصفة عامة في فرق الطاقة بين أعلى مدار جزيئي مشغول (HOMO)-وأدنى مدار جزيئي غير مشغول (LUMO) يكون له تأثير كبير، إضافة إلى ذلك فقد وُجد من حساب معاملات التفاعلية لثنائي البيريدين أنها تتغير بالاستبدال مجموعات الهيدروكسي (-OH)، الأمينو (-NH2)، والتي وُجد أنها تُسبب إنخفاضاٍ في كلٍ من طاقة التأين (IP) والسالبية الكهربائية المطلقة (χ)، بينما وُجد أن مجموعة البرومو (-Br) تُسبب تأثيراً معاكسًا، بالنسبة لمحاكاة الذوبان فقد وُجد أن طاقة غيبس الحرة للمحلول (DGsolution) تكون أكثر سالبية لمشتقات الهيدروكسي والأمينو في الموضع بارا، ولكن العكس هو الحال بالنسبة لمجموعة البرومو، بالنسبة للخواص الضوئية فقد وضحت حسابات الدالة الوظيفية للكثافة والمعتمدة على الوقت (LC-TDDFT) أن التغير في الحد الأقصى في الطول الموجي للامتصاص الضوئي الناتج عن الاستبدال يعتمد على كلٍ من البديل وموضعه.

Abstract: This study aimed at A theoretical assessment of the effects of the OH, NH2 and Br substituents on the properties of 2,2′-bipyridine has been carried out using density functional theory approach. The substituents were found to alter both electronic and structural properties of substituted 2,2′-bipyridine with the inductive and resonance effects playing significant roles. For the relative stability study, an order of ortho> para > meta was predicted for each set of the 2,2′-bipyridine derivatives with the ortho conformers being more stable by 4.62, 6.54 and 2.18 kcal/mol than the meta counterparts of the hydroxo, amino and bromo configurations respectively. On the part of electronic property, the electron donating / withdrawing tendency of the substituents was crucial in making electrons available to the bipyridine system. A general reduction in HOMO – LUMO energy gap noticed upon substitution with the NH2 substituent having greater effect. Furthermore, the calculated reactivity parameters of the 2,2′-bipyridine were altered by substitution with –OH and –NH2 substituents causing reduction in ionization potential (IP) and absolute electronegativity (χ) while the –Br substituent did otherwise. For the solubility simulation, a more negative ΔGsolution predicted for the hydroxo and aminoderivatives at the para position, but reverse was the case for the bromo counterpart. In the case of the optical property, the range separated Time-dependent (LC-TDDFT) calculation revealed that the shifts in absorption λmax caused by the substitution is both substituent and position dependent.

الحالة: محكم ومنشور

جهة التحكيم: Taylor& Francis

دار النشر:

سنة النشر: 2020