ADDITIVITY OF CONFORMATIONAL ENERGY: QUANTUM MECHANICAL INVESTIGATION OF FLUORO- AND BROMOALKANES
R. Jankauskas, P. Pipiraitė, and D. Šatkovskienė
Department of Theoretical Physics, Faculty of Physics, Vilnius University, Saulėtekio 9, LT-10222 Vilnius, Lithuania
E-mail: dalia.satkovskiene@ff.vu.lt

Received 31 May 2007

The possibility to use additivity rule [1] for estimation of relative conformational energies of fluoro- and bromo-substituted alkanes is studied. The ability of quantum mechanical methods (HF and MP2) to estimate the additivity increments E_G^XY (X, Y = CH₃, F, Br), E_GT^XY, E_GG^XY, E_GG′^XY (X = Y = F, Br) of conformational energy is examined. The obtained results have been compared with available experimental data. It is shown that increments are sensitive to the method and basis set used. The arrangement of relative conformational energies for various conformers in the series of polysubstituted fluoro- and bromoalkanes obtained using additivity rule agrees both with experimental findings and quantum mechanical calculations. The results lead to the conclusion that it is possible to work out the quantum mechanically based additivity schemes for investigated compounds.

Keywords: additivity, conformational energies, fluoro- and bromoalkanes

KVANTMECHANINIS FLUORO IR BROMO ALKANŲ KONFORMACINĖS ENERGIJOS ADITYVUMO TYRIMAS
R. Jankauskas, P. Pipiraitė, D. Šatkovskienė
Vilniaus universitetas, Vilnius, Lietuva

Išnagrinėta galimybė panaudoti [1] darbe gautą adityvumo taisyklę, įvertinant alkanų su fluoro ir bromo pakaitalais reliatyviąsias konformacines energijas. Tuo tikslu išnagrinėtos HF ir MP2 kvantmechaninių metodų galimybės apskaičiuoti adityviuosius konformacinės energijos prieaugius E_G^XY (X, Y = CH₃, F, Br) ir E_GT^XY, E_GG^XY, E_GG′^XY (X = Y = F, Br). Gauti rezultatai palyginti su literatūroje pateikiamais eksperimentiniais duomenimis. Parodyta, kad prieaugių vertės priklauso nuo panaudoto metodo ir pasirinktos bazės. Išnagrinėtų fluoro ir bromo alkanų su keliais pakaitalais įvairių konformerų reliatyviųjų energijų tarpusavio išsidėstymas, gautas naudojant adityvumo taisyklę, atitinka eksperimento duomenis ir tiesioginio kvantmechaninio konkrečios molekulės skaičiavimo rezultatus. Tai rodo, kad konformacinių prieaugių vertės yra taikytinos ir sudėtingiems haloalkanams. Gautieji rezultatai leidžia daryti išvadą, kad galima sukurti kvantmechaniškai pagrįstas konformacinės energijos adityvumo schemas ištirto tipo junginiams.