Estudio de las propiedades estructurales, electrónicas y topológicas del radical Tempo basado en los métodos derivados de los funcionales de la densidad (DFT)

LADETTO, M. FLORENCIA; PEREYRA, LEONARDO A.; ROMANO, ELIDA; BRANDÁN, SILVIA A.

Buenos Aires

Congreso; XXI Congreso Argentino de Química 2016; 2016

Asociación Química Argentina

INTRODUCCIÓN:El radical 2,2,6,6-tetrametil-1-piperidiniloxi, comúnmente denominado TEMPO, es de gran interés en la síntesis orgánica, ya que es utilizado como intermediario en reacciones controladas de polimerización por radicales [1]. Esta última aplicación es una opción muy útil, entre los diferentes tipos de polimerizaciones vivientes, para la producción de polímeros y copolímeros bien definidos, porque permite el control del peso molecular, la distribución de pesos moleculares y arquitecturas macromoleculares prediseñadas. Este radical deriva de la familia de los nitróxidos o radicales nitroxilos porque en su estructura posee un grupo NO con un electrón desapareado deslocalizado, compartido entre los átomos de nitrógeno y oxígeno. Su estructura se presenta en Figura 1.OBJETIVO: Predecir las propiedades estructurales, electrónicas y topológicas del radical TEMPO basado en los métodos teóricos derivados de la Teoría de los Funcionales de la Densidad (DFT) usando dos conjuntos de funciones base. Probablemente, la incorporación de distintos grupos sustituyentes en su estructura podría tener influencia sobre la densidad electrónica del radical, de allí la importancia de predecir sus propiedades.MATERIALES Y MÉTODOS: La estructura inicial del radical fue optimizada a nivel B3LYP/6-31G* y 6-311++G** con el programa Gaussian 09 [2]. Se calcularon las cargas atómicas, órdenes de enlace, potenciales electrostáticos, energías de deslocalización, propiedades topológicas, los orbitales fronteras HOMO-LUMO y algunos importantes descriptores tales como, potencial químico () electronegatividad (), dureza global (), suavidad global (S), índice de electrofilicidad global () y el índice de nucleofilicidad () [3,4].CONCLUSIONES: Las estructuras moleculares del radical TEMPO fueron determinadas teóricamente usando los métodos B3LYP/6-31G* y B3LYP/6-311++G**. Las propiedades estructurales, electrónicas y topológicas fueron predichas usando ambos niveles de cálculos donde se observa una notable influencia del conjunto de funciones base sobre todas las propiedades. El análisis AIM revela una alta estabilidad del radical debido a la presencia de la interacción H---H mientras que las numerosas transiciones donor-aceptor calculadas del estudio NBO desde los orbitales enlazantes a orbitales antienlazantes soportan la gran estabilidad de este radical. Los altos valores de energías GAP mediante los orbitales fronteras confirman la alta estabilidad y la poca reactividad de este radical, como comparado con una serie de isotiazoles derivados con propiedades antivirales (-4,5; -3,9 eV) [7].