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Análise conformacional do 2-Aminoetanol e derivados através de cálculos teóricos e espectroscopia no infravermelho
Use este link compartilhar ou citar este material: http://educapes.capes.gov.br/handle/capes/706869
Registro completo de metadados
| Metadados | Descrição | Idioma |
|---|---|---|
| Autor(es): dc.contributor | Oliveira, Paulo Roberto | - |
| Autor(es): dc.contributor | Oliveira, Paulo Roberto de Oliveira | - |
| Autor(es): dc.contributor | Campos, Renan Borsoi | - |
| Autor(es): dc.contributor | Pilissão, Cristiane | - |
| Autor(es): dc.creator | Melara, Vinícios Kemper | - |
| Data de aceite: dc.date.accessioned | 2022-08-04T20:20:01Z | - |
| Data de disponibilização: dc.date.available | 2022-08-04T20:20:01Z | - |
| Data de envio: dc.date.issued | 2022-04-13 | - |
| Data de envio: dc.date.issued | 2026-08-26 | - |
| Data de envio: dc.date.issued | 2022-04-13 | - |
| Data de envio: dc.date.issued | 2021-08-26 | - |
| Fonte completa do material: dc.identifier | http://repositorio.utfpr.edu.br/jspui/handle/1/28014 | - |
| Fonte: dc.identifier.uri | http://educapes.capes.gov.br/handle/capes/706869 | - |
| Descrição: dc.description | The conformation of a molecule is governed by its intramolecular interactions, such as steric, eletrostatic, hypercojugative and hydrogen bonding effects. In amino-alcohols, intramolecular hydrogen bond (IHB) can be formed either as O-H···N or N-H···O, since both O and N atoms can act as proton-donors and proton-receptors. 1,2-disubstituted compounds with electronegative groups are known to present the só-called gauche effect, as they are more stable in their gauche form compared to anti conformation, but their causes are variable and still widely discussed. The work presents a study on the compounds 2-R-ethanol [R = NH2 (1), NHCH3 (2), N(CH3)2 (3) e NH(C6H5) (4) ] and seeks to verify the possibility of IHB being formed, and its effects on the conformational stability and influence on the gauche effect, as well as analyzing the effects of the different substituents. Gaussian09 software was used for theoretical calculations. Geometry optimizations and frequency calculations were perfomed at M06-2X/ccPVTZ level of theory. AIMALL software for the application of the Quantum Theory of Atoms in Molecules (QTAIM), the NBO 6.0 software for the analysis of Natural Bonding Orbitals (NBO) and NCIPLOT software for Non-Covalent Interactions (NCI) analysis. Infrared spectroscopy analysis were perfomed for compounds 1-3. Results showed a clear preference for gauche conformations, with such arrangements presenting thermal populations greater than 90% for the four compounds. Through NBO analysis it was determined the existence of ηN →σ*OH and ηO →σ*NH charge transfer interactions, with the first being most common and intense, which can be interpreted as IHB O-H···N and N-H···O, respectively. Such interactions were also identified by NCI analysis, but were not obtained under the application of QTAIM. The presence of one or two methyl substituents to the nitrogen atom increased the intensity of the ηN →σ*OH interaction, although the addition of the second methyl destabilizes more than with just one group due to steric effects, indicating that the IHB is more intense in compound 2. This result was corroborated by the NCI analysis, which indicated a higher value of signal of λ2ρ(r) in this compound, which translates as a higher attractive force. However, the addition of methyl groups negatively impacted the formation of LHI when analyzing only structural parameters, causing a direct increase in the angle α(CC-N). The presence of an aromatic ring as a substituent in compound 4 decreased the intensity of the ηN →σ*OH interaction, due to its characteristic of acting as an electron withdrawnin group by ressonance. Stabilization by antiperiplanar hyperconjugative interactions of the type σH →σ*CN e σH →σ*CO was observed in gauche conformations, more stabilizing than the σN →σ*CO e σO →σ*CN interactions present in the anti conformations. Infrared analyzes confirmed the presence of IHB O-H···N in compounds 1-3. | - |
| Descrição: dc.description | A conformação de uma molécula é regida pelas interações intramoleculares que ela apresenta, destacando-se os efeitos estérico, eletrostático, hiperconjugativo e as ligações de hidrogênio. Em amino-álcoois, as ligações de hidrogênio intramoleculares (LHI) podem ser formadas tanto como O-H···N ou N-H···O, visto que ambos os átomos O e N podem atuar como próton-doadores e próton-receptores. Compostos 1,2- dissubstituídos com grupamentos eletronegativos são conhecidos por apresentarem o chamado efeito gauche, por serem mais estáveis em sua forma gauche ante a conformação anti, mas suas causas são variáveis e ainda amplamente discutidas. O trabalho apresenta um estudo sobre os compostos 2-R-etanol [R = NH2 (1), NHCH3 (2), N(CH3)2 (3) e NH(C6H5) (4)] e busca verificar a possibilidade de formação de LHI e seus efeitos na estabilidade conformacional e sua influência no efeito gauche, bem como analisar os efeitos da variação do volume dos grupos substituintes. Este estudo utilizou o software Gaussian09 com nível teórico M06-2X/cc-PVTZ para otimização geométrica, o software AIMALL para aplicação da Teoria Quântica de Átomos em Moléculas (QTAIM), o software NBO 6.0 para análise dos Orbitais Naturais Ligantes (NBO) e o software NCIPLOT para análise de Interações Não Covalentes (NCI), além da realização de análises por espectroscopia no infravermelho para os compostos 1- 3. Os resultados obtidos mostraram a clara preferência por conformações gauche, com tais conformações apresentando populações térmicas superiores a 90% para os quatro compostos. Através da análise de NBO determinou-se a existência de interações de transferência de carga ηN →σ*OH e ηO →σ*NH, sendo a primeira mais comum e intensa, que podem ser interpretadas como LHI O-H···N e N-H···O, respectivamente. Tais interações também foram identificadas por análise de NCI, mas não foram observadas sob a aplicação da QTAIM. A presença de um ou dois substituintes metílico ao nitrogênio aumentou a intensidade da interação ηN →σ*OH, embora a adição do segundo grupo desestabilize mais do que apenas um grupo devido a efeitos estéricos, indicando que a LHI é mais intensa no composto 2, resultado o qual foi corroborado pela análise de NCI, que indicou um maior valor para o sinal de λ2ρ(r) neste composto, o que se traduz como uma maior força atrativa. Entretanto, a adição de grupamentos metílicos impactou negativamente a formação de LHI ao se analisar apenas parâmetros estruturais, causando direto aumento no ângulo α(C-C-N). A presença de um anel aromático como substituinte no composto 4 diminuiu a intensidade da interação ηN →σ*OH devido a sua característica de atuar como retirador de elétrons por ressonância. Foi observado nas conformações gauche estabilização por interações hiperconjugativas antiperiplanares do tipo σH →σ*CN e σH →σ*CO, mais estabilizantes que as interações σN →σ*CO e σO →σ*CN presentes nas conformações anti. Análises de infravermelho confirmaram a presença de LHI O-H···N nos compostos 1-3. | - |
| Formato: dc.format | application/pdf | - |
| Idioma: dc.language | pt_BR | - |
| Publicador: dc.publisher | Universidade Tecnológica Federal do Paraná | - |
| Publicador: dc.publisher | Curitiba | - |
| Publicador: dc.publisher | Brasil | - |
| Publicador: dc.publisher | Bacharelado em Química | - |
| Publicador: dc.publisher | UTFPR | - |
| Direitos: dc.rights | embargoedAccess | - |
| Direitos: dc.rights | http://creativecommons.org/licenses/by-nc-sa/4.0/ | - |
| Palavras-chave: dc.subject | Análise conformacional | - |
| Palavras-chave: dc.subject | Ligação de hidrogênio | - |
| Palavras-chave: dc.subject | Análise espectral | - |
| Palavras-chave: dc.subject | Calibração - Testes | - |
| Palavras-chave: dc.subject | Conformational analysis | - |
| Palavras-chave: dc.subject | Hydrogen bonding | - |
| Palavras-chave: dc.subject | Spectrum analysis | - |
| Palavras-chave: dc.subject | Calibration - Testing | - |
| Palavras-chave: dc.subject | CNPQ::CIENCIAS EXATAS E DA TERRA::QUIMICA::QUIMICA ANALITICA | - |
| Título: dc.title | Análise conformacional do 2-Aminoetanol e derivados através de cálculos teóricos e espectroscopia no infravermelho | - |
| Título: dc.title | Conformational analysis of 2-Aminoethanol and derivatives through theoretical calculations and infrared spectroscopy | - |
| Tipo de arquivo: dc.type | livro digital | - |
| Aparece nas coleções: | Repositorio Institucional da UTFPR - RIUT | |
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