Resumen de Estudio teórico y computacional de la pirólisis del 4-cloro-1-butanol en fase gaseosa mediante la teoría del funcional de la densidad

Oswaldo Gabidia, José Luis Paz, Lenin González Paz, Edgar Márquez, Joan Vera Villalobos, José Mora, Ysaias Alvarado, Marcos Loroño

• español

  Se investigó el mecanismo y la cinética de la pirolisis en fase gaseosa del 4-cloro-1-butanol a nivel DFT. La reacción da como productos tetrahidrofurano, formaldehido, propeno y cloruro de hidrogeno. El mecanismo de eliminación molecular sugiere dos vías de reacción. La primera vía se produce a través de un estado de transición cíclico de cuatro miembros, donde el nivel de teoría WB97XD/6-31G++(d,p) mostró resultados cercanos con los parámetros cinéticos experimentales. La segunda vía ocurre en dos etapas, la primera se da mediante un estado de transición cíclico de cuatro miembros y la segunda con estado de transición cíclico de seis miembros, los niveles de teoría que dieron resultados más cercanos a los experimentales fueron B3LYP/6-31G(d,p) y WB97XD/6-31G++(d,p), para primera y segunda etapa respectivamente. La ruptura del enlace C-Cl, debido a su polarización en el enlace , es el paso determinante de la velocidad en ambas vías de reacción. El análisis topológico NCI se usó para determinar las interacciones no covalentes es todas las estructuras. La variación de la fuerza de los enlaces involucrados en las transiciones se midió mediante el índice IBSI, lo que permitió verificar el mecanismo propuesto

• English

  The mechanism and kinetics of gas-phase pyrolysis of 4-chloro-1-butanol at DFT level were investigated. The reaction gives as products tetrahydrofuran, formaldehyde, propene and hydrogen chloride. The molecular elimination mechanism suggests two reaction pathways. The first pathway occurs through a four-member cyclic transition state, where the theory level WB97XD/6-31G++(d,p) showed results close to experimental kinetic parameters. The second pathway occurs in two stages, the first is given by a cyclic transition state of four members and the second with a cyclical transition state of six members, the levels of theory that gave results closest to the experimental ones were B3LYP/6-31G(d,p) and WB97XD/6-31G++(d,p), for first and second stage respectively. The breakdown of the C-Cl bond, due to its polarization at the bond, is the velocity-determining step in both reaction pathways. The NCI topological analysis was used to determine the non-covalent interactions of all structures. The variation of the strength of the bonds involved in the transitions was measured by the IBSI index, to verify the proposed mechanism.