Identificación de unión hidrógeno en poliaminas utilizando espectros vibracionales: estudio teórico basado en la teoría de la funcional densidad

F. BERGERO; C.E.S. ALVARO; N. SBARBATI DE NUDELMAN; S. RAMOS DE DEBIAGGI

Mendoza

Simposio; LIbro de resúmenes XVII Simposio Nacional de Química Orgánica; 2009

Sociedad Argentina de Investigación en Química Orgánica

La unión hidrógeno puede detectarse por varios procedimientos que incluyen medidas de los momentos dipolares, comportamiento en la solubilidad, disminución de los puntos de fusión, pero la manera más eficaz es por medidas espectroscópicas. Las espectroscopias infrarroja (IR) y de resonancia magnética nuclear (1H-RMN) también permiten diferenciar entre uniones hidrógeno inter- e intramoleculares.Como parte de nuestros estudios sobre la caracterización de uniones hidrógeno en poliaminas utilizadas en reacciones de Sustitución Nucleofílica Aromática [1] en este trabajo se presentan los resultados de los espectros vibracionales obtenidos mediante cálculos basados en la Teoría de la Funcional Densidad (DFT) de las aminas 2-guanidinobencimidazol (2-GB) y 3-dimetilamino-1-propilamina (DMPA). Los resultados teóricos se compararon con los espectros IR obtenidos experimentalmente.La optimización de las geometrías y el cálculo de frecuencias vibracionales IR fueron obtenidos mediante el programa Gaussian 03 [2]. Se utilizó el funcional híbrido B3LYP y el conjunto de funciones base 6-31++G*. Tanto en 2-GB como DMPA se realizó la optimización de monómeros y dímeros, habiéndose identificado uniones hidrógeno intra- e intermoleculares mediante el método ?Atoms in Molecules? (AIM) [3]. Encontramos que las uniones intermoleculares estabilizan energéticamente a los dímeros frente a los monómeros aislados. A partir de los monómeros y dímeros de mínima energía se calcularon los espectros vibracionales en estado gaseoso y se compararon con las bandas de frecuencias más relevantes provenientes de  resultados experimentales FT-IR (KBr). Los resultados teóricos se correlacionan con las principales bandas experimentales, encontrándose en los dímeros señales intensas asociadas a la vibración de enlaces N-H involucrados en uniones hidrógeno intermoleculares. Comparando con el monómero, estas señales se intensifican y desplazan hacia mayores longitudes de onda (corrimiento hacia el rojo), comportamiento característico de las uniones hidrógeno convencionales. En general observamos que las frecuencias correspondientes a la vibración de enlaces N-H intramoleculares se ven poco afectadas por la formación de dímeros intermoleculares. [1] Bergero, F.; Alvaro, C. E. S.; Sbarbati Nudelman, N.; Ramos de Debiaggi, S. J. Mol. Struct. (Theochem), 2009. 896, 18-24.[2] Frisch, M.J.; Wong, M.W.; Gonzalez, C.; Pople, J.A.; Gaussian 03 Rev. B 01, 2003.[3] Bader, R.F.W.; in ?Atoms in Molecules: a Quantum Theory?, 1994, Oxford University Press, USA.