СИНТЕЗ И ИССЛЕДОВАНИЕ ГЕОМЕТРИИ И ЭЛЕКТРОННОЙ ПЛОТНОСТИ ПРОСТРАНСТВЕННО-ЗАТРУДНЕННЫХ ФЕНОЛОВ, ИСПОЛЬЗУЕМЫХ В КАЧЕСТВЕ АНТИОКИСЛИТЕЛЬНЫХ ПРИСАДОК К СМАЗОЧНЫМ МАСЛАМ
Аннотация
В данной статье исследованы пространственно - затрудненные бисфенолы, используемые в качестве антиокислительных присадок к смазочным маслам и имеющие объемные α-метилбензильные радикалы в о-положении и дисульфидные мостики в о- и п-положении. Рассмотрено влияние структуры пространственно - затрудненных фенолов и наличия различных заместителей в бензольном кольце на их антиокислительную активность и обоснована целесообразность введения α-метилбензильных радикалов в состав пространственно – затрудненных фенолов для увеличения их антиокислительной активности за счет усиления донорной активности радикалов и усиления стерических затруднений, а также целесообразность введения атомов серы для получения эффекта авто-синергизма. Показан механизм окисления смазочных масел, а также механизм ингибирования процесса окисления пространственно-затрудненными фенолами. Рассмотрен проведенный синтез пространственно-затрудненных бисфенолов, содержащих дисульфидные мостики между бензольными кольцами в о- и п-положениях. Кроме того, в данной работе при помощи квантовохимических рассчетов в рамках метода B3LYP/6-31++G(d,p) на программе GAMESS рассчитаны геометрические параметры (длины гидроксильных O-H связей пространственно – затрудненных бисфенолов). Теми же методами рассчитано распределение электронной плотности (парциальные заряды по Малликену) на атомах кислорода гидроксильной группы и атомах углерода, непосредственно связанных с фенольной группой изучаемых пространственно - затрудненных бисфенолов. На основе проделанной работы дано предположительное обоснование влияния длины гидроксильной связи, а также парциальных зарядов на атомах кислорода и непосредственно связанного с ним атома углерода, непосредственно зависящих от структуры изучаемых пространственно – затрудненных бисфенолов на их антиокислительную способность.
Для цитирования:
Тухватуллин Р.Ф., Колчина Г.Ю., Мовсумзаде Э.М., Мамедова П.Ш., Бабаев Э.Р. Синтез и исследование геометрии и электронной плотности пространственно-затрудненных фенолов, используемых в качестве антиокислительных присадок к смазочным маслам. Изв. вузов. Химия и хим. технология. 2018. Т. 61. Вып. 4-5. С. 84-92
Литература
Farzaliev V.M., Babaev E.R., Alieva K.I., Poletaeva O.Yu., Movsumzade E.M., Kolchina G.Yu. Biodamage of lubricating oils under storage conditions. Transport i khranenie nefteproductov i uglevodorodnogo syr’ya 2016. N 3. P. 24-28 (in Russian).
Kapustin V.М. Petroleum and alternative fuels with additives and additives. M.: Kolos. 2008. 232 p. (in Russian).
Poletaeva O.Yu., Kolchina G.Yu., Aleksandrova A.Yu., Movsumzade E.M., Mukhametzyanov I.Z. Investigation of the influence of the geometric and electronic structure of the molecules of antioxidant additives on the effectiveness of their action in fuel. Izv. Vyssh. Uchebn. Zaved. Khim. Khim. Tekhnol. 2015. V. 58. N 6. P. 3-6 (in Russian).
Rappoport Z. The chemistry of phenols. Part 1. Wiley. 2003. 1667 p.
Movsumzade E.M., Poletaeva O.Yu., Kolchina G.Yu. Mechanism of action of antioxidant additives for hydrocarbons. DGMK Tagungsbericht. 2014. P. 189-196.
Kolchina G.Yu., Poletaeva O.Yu., Aleksandrova A.Yu. Quantum-chemical study of antioxidant additives for jet fuels. Collec-tion of scientific papers on the basis of the International Scientific and Practical Conference Theoretical and applied problems of education and science. 2014. P. 80-82 (in Russian).
Mamedova P.Sh., Farzaliev V.M., Veliyeva F.M., Babaev E.R. Optimization of the process of ortho-alkylation of phenol with styrene. Neftekhimiya. 2006. V. 46. N 5. P. 1-6.
Kleina E., Lukesb V., Cibulkova Z. On theenergetics of phenol antioxidantsactivity. Petroleum & Coal. 2005. V. 47 (1). Р. 33-39.
Vaganek A., Rimarcik J., Lukes V., Rottmannova L., Klein E. DFT/B3LYP study of the enthalpies of homolytic and hetero-lytic O–H bond dissociation in sterically hindered phenols. Acta Chimica Slovaca. 2011. V. 4. № 2. Р. 55-71.
Leszczynski J, Shukla M.K. Practical Aspects of Computational Chemistry II: An Overview of the Last Two Decades and Cur-rent Trends. Springer Science+Business Media Dordrecht. 2012. 556 p.
Kolchina G.Yu., Movsum-zade N.Ch., Bakhtina A.Yu., Movsumzade E.M. Origin and chronology of the stages of develop-ment of quantum chemistry. Istoriay i Pedagogika Estestvoznaniya. 2015. N 4. P. 34-43 (in Russian).
Kolchina G.Yu., Movsum-zade N.Ch., Bakhtina A.Yu., Movsumzade E.M. Quantum chemistry - prospects and achieve-ments. Neftegazokhim. 2016. N 1. P. 51-60 (in Russian).
Alexandrova G.Yu., Movsum-zade N.C., Makhmutova R.I., Chuvashov D.A. Stages of the origin and development of quan-tum chemical calculations. Istoriay i Pedagogika Estestvoznaniya. 2011. N 1. P. 42-49 (in Russian).
Movsumzade E.M., Kolchina G.Yu., Bakhtina A.Yu. Assessment of the reactivity of combustion catalysts and investigation the mechanism catalysis in combustion methods of high-level quantum chemistry. Preprints of the DGMK-Conference "Catalysis - Novel Aspects in Petrochemistry and Refining" September 26-28, Berlin, Germany. 2016. P. 271-277.
Movsumzade E.M., Kolchina G.Yu., Bakhtina A.Yu., Poletaeva O.Yu. Quantum-chemical modeling and research of the mechanism of action antioxidant additives in motor fuel BOSS XIV 15th Belgian Organic Synthesis Symposium. July 10-15, 2016. Antwerp, Belgium. 2016. P. 79.
Valiev R.R., Cherepanov V.N. A practical guide to the GAMESS software package for ab initio quantum chemical calculations. Tomsk: Tomsk State University. 2012. 52 p. (in Russian).
Levine I.N. Quantum Chemistry. New York, USA: Pearson education, Inc. 2014. 714 p.
Hettema H. Quantum Chemistry. Classic Scientific Papers Singapore: World Scientific, 2000. 514 p.
Kobzev G.I. Application of non-empirical and semi-empirical methods in quantum chemical calculations. Orenburg: OSU. 2004. 150 p. (in Russian).
Blatov V.A., Shevchenko A.P., Peresypkina E.V. Semi-empirical calculation methods of quantum chemistry. Samara: Publish-ing house "Universes-groups". 2005. 32 p. (in Russian).
Tada T. Quantum Chemistry - Molecules for Innovations. InTech. 2012. 200 p.
