Специфика прогнозирования энтальпии образования ароматических органических соединений

Полифенилы

Объем калориметрических данных для группы полифенилов весьма ограничен. На их основе можно говорить только о выработке подходов к прогнозированию голоядерных углеводородов. Для их описания в дополнение к информации, рассмотренной выше, оказывается достаточным знание одного парциального вклада типа “Cb-Cb”, характеризующего связь между ароматическими ядрами (табл. 1.11). Эффект взаимодействия соседних фенильных заместителей в ароматическом ядре оказался меньше погрешности эксперимента для полифенилов и принят равным нулю. Среднее абсолютное отклонение составляет 2,4 и 3,2 кДж/моль в методах Татевского и Бенсона соответственно. Сведения по 2-метилбифенилу дают величину орто-эффекта типа “метил-фенил”, равную 4,7 кДж/моль. Это позволяет сделать вывод о том, что алкильные заместители с большим эффективным объемом, чем в случае метильной группы, вызовут существенную дестабилизацию молекулы при их нахождении в положениях 2, 2' и аналогичных им. Очевидно также, что для алкилзамещенных полифенилов, как и для алкилбензолов, не может использоваться единое значение орто-эффекта, каким бы оно ни было.

Для дифенил-, трифенил- и тетрафенилметанов методом Бенсона в редакции [5] предусмотрены три самостоятельных парциальных вклада для центральных атомов углерода. Метод Татевского позволяет достаточно корректно описывать указанных соединений при дополнении парциальных вкладов (табл. 1.11), полученных на основе алкилбензолов, всего одной поправкой типа “(Cb-Cb)2”, учитывающей взаимное влияние двух ароматических ядер, разделенных двумя связями. Результаты прогнозирования показывают, что наличие заместителей в положениях “2” ароматических ядер может потребовать внесения в схему дополнительных корректив, особенно в тех случаях, когда заместители объемны.

В отношении фтор-, хлор- и бром-бифенилов можно с удовлетворением отметить достаточно высокое качество экспериментальных данных и наличие их объема, необходимого для ответа на принципиально важные вопросы прогнозирования . Для всех соединений, за исключением 2-, 2,2'- и 2,6-галогензамещенных бифенилов, энтальпии образования вполне удовлетворительно описываются набором параметров, приведенных в табл. 1.11, т.е. в молекулах отсутствуют значимые энтальпийные эффекты в общей цепи сопряжений с участием ароматических ядер. Интересен и тот факт, что изменение природы и размеров атомов галогена практически не изменило величины энтальпийной составляющей орто-эффекта для 2-, 2,2'- и 2,6-замещеных бифенилов. Это говорит о малой чувствительности рассматриваемого свойства к изменению размеров двугранного угла между ароматическими ядрами при переходе от фтор- к бром-производным бифенила.

Практически незначим и эффект взаимодействия заместителей в молекуле 2-фениланилина, о чем свидетельствуют результаты расчета его , полученные без учета орто-эффекта типа “NH2-Ph”.

Пиридины

Сведения по алкилпиридинам ограничены метилпроизводными. На их основе можно ответить только на принципиальные вопросы прогнозирования . Результаты расчета показывают, что значимыми являются эффекты орто- и пара-взаимодействия заместителей в молекуле. Таким образом, для метилпиридинов набор парциальных вкладов (табл. 1.11) дополнен величиной парциального вклада для атома азота ароматического ядра (Nb) и двумя значениями эффектов типа “(Nb-C1)орто” и “(Nb-C1)пара”. Среднее абсолютное отклонение расчетных величин с использованием этих параметров составило 1,1 кДж/моль для рассмотренной нами выборки веществ при средней погрешности эксперимента 0,6 кДж/моль. Метод Бенсона для той же выборки дает 2,2 кДж/моль. Из приведенной информации очевидно, что для алкилпиридинов с заместителями иного строения необходимо пополнение базы данных экспериментальными сведениями.