Cálculos ab initio y DFT de la cinética de la degradación térmica de bromociclobutano

MONASCAL, YELJAIR; BADENES, MARÍA PAULA

Pachuca

Congreso; XXI Reunión Mexicana de Fisicoquímica Teórica; 2023

Universidad Autónoma del Estado de Morelos - UAEM

Numerosos estudios cinéticos han abordado la descomposición térmica en fase gaseosa tanto del ciclobutano como de diversos derivados sustituidos. Estas investigaciones se consideran de gran importancia en el ámbito de las reacciones unimoleculares, y han sido esenciales en el desarrollo y validación de teorías asociadas a estos procesos. Aunque se ha logrado una comprensión detallada de la formación de etileno a partir de ciclobutano mediante enfoques experimentales y teóricos [1], sorprendentemente, los ciclobutanos sustituidos han sido en gran medida pasados por alto desde una perspectiva teórica. En línea con lo mencionado anteriormente, el objetivo de este trabajo consiste en examinar la superficie de energía potencial relacionada con la reacción de eliminación c-C4H7Br → CH2=CHCH=CH2 + HBr, utilizando los datos experimentales disponibles como referencia [2]. La Fig. 1 muestra dos posibles mecanismos de reacción, uno de los cuales involucra la formación de ciclobuteno como intermediario, mientras que el otro corresponde a una vía concertada. Al momento, se cuenta con resultados preliminares para el Canal 1, empleando el modelo compuesto de alto nivel G4(MP2)//MN15/6-311++G(3df,3pd), que permitieron derivar la ecuación de Arrhenius log10(k1,∞/s-1) = 14,8 ‒ 56,1 kcal mol-1 (2,303 RT)-1, en buen acuerdo con la información de la literatura [2]. A este nivel de teoría, se determinó un valor de 7,5 ± 1,5 kcal mol-1 para la entalpía de formación de bromociclobutano a 298 K.