Chemistry Researches

Chemistry Researches

مطالعه نظری سینتیک و مکانیسم واکنش بین 2,6-دی متیل فنیل ایزوسیانید و دی متیل استیلن دی کربوکسیلات در حضور 2-ایزوسیاناتو-1,3-دی متیل بنزن

نوع مقاله : مقاله پژوهشی

نویسندگان
1 دانشیار گروه شیمی، دانشگاه پیام نور، صندوق پستی 3697-19395 تهران، ایران
2 دانشیار شیمی، گروه مهندسی شیمی، دانشگاه صنعتی سیرجان، سیرجان، ایران
10.22036/cr.2026.556550.1296
چکیده
در این پژوهش، سینتیک و مکانیزم واکنش بین 6,2-دی‌متیل‌فنیل ایزوسیانید و دی‌متیل استیلن دی‌کربوکسیلات (DMAD) در حضور 2-ایزوسیاناتو-3,1-دی‌متیل بنزن از طریق محاسبات کوانتومی مورد بررسی قرار گرفت. محاسبات نظری با استفاده از نظریه تابعی چگالی در سطح B3LYP-6-311++g(d,p) انجام شد و ساختار هندسی گونه‌های واکنش‌دهنده، حدواسط‌ها، حالت‌های گذار و فرآورده‌های احتمالی بهینه‌ شد. به‌منظور شناسایی مسیر واکنش مطلوب، انرژی‌های نسبی، انرژی فعال‌سازی و پارامترهای ترمودینامیکی محاسبه شدند. نتایج نشان داد که واکنش از طریق تشکیل یک حدواسط زویتریونی اولیه آغاز شده و سپس با حمله نوکلئوفیلی و بازآرایی‌های متوالی به سمت تشکیل فرآورده نهایی پیش می‌رود. بررسی پروفایل انرژی واکنش نشان داد که مرحله تشکیل حدواسط اولیه، تعیین‌کننده سرعت واکنش بوده و بیشترین سد انرژی را داراست. همچنین، اثر گروه‌های متیل و لثر حلال بر سطوح انرژی پتانسیل ساختارها مورد ارزیابی قرار گرفت. یافته‌های این مطالعه دیدگاه جامعی درباره جزئیات مکانیزمی و عوامل مؤثر بر سینتیک این واکنش ارائه می‌دهد و می‌تواند در طراحی و سنتز هدفمند ترکیبات هتروسیکل و مشتقات آلی جدید مورد استفاده قرار گیرد. در نهایت به منظور درک بهتر برهمکنش های مولکولی، روش اوربیتال پیوند طبیعی (NBO) مورد استفاده قرار گرفت.
کلیدواژه‌ها
موضوعات

عنوان مقاله English

Theoretical study of the kinetics and mechanism of the reaction between 2,6-dimethylphenyl isocyanide and dimethylacetylene dicarboxylate in the presence of 2-isocyanato-1,3-dimethyl

نویسندگان English

Mohammad Zakarianezhad 1
Batoul Makiabadi 2
1 هیئت علمی
2 Department of Chemical Engineering, Sirjan University of Technology, Sirjan, Iran
چکیده English

In this study, the kinetics and mechanism of the reaction between 6,2-dimethylphenyl isocyanide and dimethyl acetylene dicarboxylate (DMAD) in the presence of 2-isocyanato-1,3-dimethylbenzene were investigated through quantum calculations. Theoretical calculations were performed using density functional theory at the B3LYP-6-311++g(d,p) level, and the geometric structures of the reactant species, intermediates, transition states, and possible products were optimized. In order to identify the optimal reaction pathway, relative energies, activation energies, and thermodynamic parameters were calculated. The results showed that the reaction starts with the formation of an initial zwitterionic intermediate and then proceeds to the final product by nucleophilic attack and sequential rearrangements. The energy profile of the reaction showed that the initial intermediate formation step determines the reaction rate and has the highest energy barrier. Also, the effect of methyl and solvent ether groups on the potential energy levels of the structures was evaluated. The findings of this study provide a comprehensive view of the mechanistic details and factors affecting the kinetics of this reaction and can be used in the targeted design and synthesis of new heterocyclic compounds and organic derivatives. Finally, in order to better understand the molecular interactions, the natural bond orbital (NBO) method was used.

کلیدواژه‌ها English

Reaction mechanism
isocyanide
quantum calculations
NBO
reaction rate constant

  • تاریخ دریافت 11 آبان 1404
  • تاریخ بازنگری 22 خرداد 1405
  • تاریخ پذیرش 26 مرداد 1405