{"title":"木质素大分子某些结构片段红外吸收特性的量子化学证明","authors":"Андрій В. Токар","doi":"10.15421/jchemtech.v31i3.286083","DOIUrl":null,"url":null,"abstract":"За допомогою ab initio методів квантової хімії проведено детальне теоретичне дослідження олігомерних продуктів, що відтворюють особливості будови типових структурних фрагментів макромолекул лігніну. Структурування окремих ділянок здійснено на основі транс-коніферилового спирту як базового прототипу з його подальшою димеризацією та одержанням трьох пар ізомерних сполук із різними типами зв’язувань. Їх ранжування за рівнем відносної термодинамічної стабільності показало, що найбільш стійкими є форми (a-O-4), (b-b) та (5-5), тоді як структури (b-O-4), (b-5) та (4-O-5) виявилися дещо менш стабільними. У процесі обґрунтування спектральних характеристик цих систем із розрахунком коливальних частот у гармонічному наближенні значної уваги приділено ефектам внутрішньомолекулярного водневого зв’язування, що виникає за участю просторово ускладнених гідроксильних груп спиртового або фенольного типу, а також аналізу жорстколанцюгової системи пінорезинолу, що містить у своєму складі біциклічний каркасний фрагмент. Результати розрахунків добре узгоджуються з ІЧ спектральними даними, одержаними експериментальним шляхом, та можуть мати принципове значення з точки зору пошуку потенційних сполук-попередників для подальшого структурування цього нерегулярного біополімеру.","PeriodicalId":41282,"journal":{"name":"Journal of Chemistry and Technologies","volume":"23 7","pages":"0"},"PeriodicalIF":0.5000,"publicationDate":"2023-10-28","publicationTypes":"Journal Article","fieldsOfStudy":null,"isOpenAccess":false,"openAccessPdf":"","citationCount":"0","resultStr":"{\"title\":\"КВАНТОВО-ХІМІЧНЕ ОБҐРУНТУВАННЯ ІЧ АБСОРБЦІЙНИХ ХАРАКТЕРИСТИК ДЕЯКИХ СТРУКТУРНИХ ФРАГМЕНТІВ МАКРОМОЛЕКУЛ ЛІГНІНУ\",\"authors\":\"Андрій В. Токар\",\"doi\":\"10.15421/jchemtech.v31i3.286083\",\"DOIUrl\":null,\"url\":null,\"abstract\":\"За допомогою ab initio методів квантової хімії проведено детальне теоретичне дослідження олігомерних продуктів, що відтворюють особливості будови типових структурних фрагментів макромолекул лігніну. Структурування окремих ділянок здійснено на основі транс-коніферилового спирту як базового прототипу з його подальшою димеризацією та одержанням трьох пар ізомерних сполук із різними типами зв’язувань. Їх ранжування за рівнем відносної термодинамічної стабільності показало, що найбільш стійкими є форми (a-O-4), (b-b) та (5-5), тоді як структури (b-O-4), (b-5) та (4-O-5) виявилися дещо менш стабільними. У процесі обґрунтування спектральних характеристик цих систем із розрахунком коливальних частот у гармонічному наближенні значної уваги приділено ефектам внутрішньомолекулярного водневого зв’язування, що виникає за участю просторово ускладнених гідроксильних груп спиртового або фенольного типу, а також аналізу жорстколанцюгової системи пінорезинолу, що містить у своєму складі біциклічний каркасний фрагмент. Результати розрахунків добре узгоджуються з ІЧ спектральними даними, одержаними експериментальним шляхом, та можуть мати принципове значення з точки зору пошуку потенційних сполук-попередників для подальшого структурування цього нерегулярного біополімеру.\",\"PeriodicalId\":41282,\"journal\":{\"name\":\"Journal of Chemistry and Technologies\",\"volume\":\"23 7\",\"pages\":\"0\"},\"PeriodicalIF\":0.5000,\"publicationDate\":\"2023-10-28\",\"publicationTypes\":\"Journal Article\",\"fieldsOfStudy\":null,\"isOpenAccess\":false,\"openAccessPdf\":\"\",\"citationCount\":\"0\",\"resultStr\":null,\"platform\":\"Semanticscholar\",\"paperid\":null,\"PeriodicalName\":\"Journal of Chemistry and Technologies\",\"FirstCategoryId\":\"1085\",\"ListUrlMain\":\"https://doi.org/10.15421/jchemtech.v31i3.286083\",\"RegionNum\":0,\"RegionCategory\":null,\"ArticlePicture\":[],\"TitleCN\":null,\"AbstractTextCN\":null,\"PMCID\":null,\"EPubDate\":\"\",\"PubModel\":\"\",\"JCR\":\"Q4\",\"JCRName\":\"CHEMISTRY, MULTIDISCIPLINARY\",\"Score\":null,\"Total\":0}","platform":"Semanticscholar","paperid":null,"PeriodicalName":"Journal of Chemistry and Technologies","FirstCategoryId":"1085","ListUrlMain":"https://doi.org/10.15421/jchemtech.v31i3.286083","RegionNum":0,"RegionCategory":null,"ArticlePicture":[],"TitleCN":null,"AbstractTextCN":null,"PMCID":null,"EPubDate":"","PubModel":"","JCR":"Q4","JCRName":"CHEMISTRY, MULTIDISCIPLINARY","Score":null,"Total":0}
引用次数: 0
摘要
利用 ab initio 量子化学方法,对再现木质素大分子典型结构片段结构的低聚物产品进行了详细的理论研究。以反式松柏醇为基本原型,对各个位点的结构进行了研究,随后对其进行了二聚化,并制备了三对具有不同键合类型的异构化合物。根据相对热力学稳定性的高低对它们进行了排序,结果表明,最稳定的形式是(a-O-4)、(b-b)和(5-5),而(b-O-4)、(b-5)和(4-O-5)结构的稳定性稍差。在用谐波近似法计算振动频率来证实这些体系的光谱特征的过程中,我们非常关注由于醇类或酚类羟基的空间复杂参与而产生的分子内氢键的影响,以及对含有双环框架片段的五甲基松香醇刚性链体系的分析。计算结果与实验获得的红外光谱数据非常吻合,对于寻找潜在的前体化合物以进一步构建这种不规则生物聚合物的结构具有重要意义。
КВАНТОВО-ХІМІЧНЕ ОБҐРУНТУВАННЯ ІЧ АБСОРБЦІЙНИХ ХАРАКТЕРИСТИК ДЕЯКИХ СТРУКТУРНИХ ФРАГМЕНТІВ МАКРОМОЛЕКУЛ ЛІГНІНУ
За допомогою ab initio методів квантової хімії проведено детальне теоретичне дослідження олігомерних продуктів, що відтворюють особливості будови типових структурних фрагментів макромолекул лігніну. Структурування окремих ділянок здійснено на основі транс-коніферилового спирту як базового прототипу з його подальшою димеризацією та одержанням трьох пар ізомерних сполук із різними типами зв’язувань. Їх ранжування за рівнем відносної термодинамічної стабільності показало, що найбільш стійкими є форми (a-O-4), (b-b) та (5-5), тоді як структури (b-O-4), (b-5) та (4-O-5) виявилися дещо менш стабільними. У процесі обґрунтування спектральних характеристик цих систем із розрахунком коливальних частот у гармонічному наближенні значної уваги приділено ефектам внутрішньомолекулярного водневого зв’язування, що виникає за участю просторово ускладнених гідроксильних груп спиртового або фенольного типу, а також аналізу жорстколанцюгової системи пінорезинолу, що містить у своєму складі біциклічний каркасний фрагмент. Результати розрахунків добре узгоджуються з ІЧ спектральними даними, одержаними експериментальним шляхом, та можуть мати принципове значення з точки зору пошуку потенційних сполук-попередників для подальшого структурування цього нерегулярного біополімеру.