مطالعه نظري سازوكار انتقال پروتون و گونه‌هاي توتومري تركيب تري‌تيوسيانوريك اسيد در حضور تركيب‌هاي خوشه‌اي آب و متانول از اين تركيب

Theoretical study of proton transfer and tautomerization mechanisem in trithiocyanuric acid in the presence of water and methanole clusters

در اين تحقيق فرايند توتومريزاسيون تيون-تيول در تركيب تري تيو سيانوريك اسيد (TCA) به طور مستقيم و با كمك مولكولهاي آب و متانول با استفاده از روش B3LYP و مجموعه پايه 6-311++G(2d,2p) در فاز گازي مورد مطالعه قرار گرفته است. پارامترهاي ساختاري، انرژيهاي برهمكنش، پيوندهاي هيدروژني، نتايج محاسبات فركانسي و آناليز بار در ساختارهاي گوناگون بررسي شد. جهت بررسي اثر ساختار و تعداد مولكولهاي آب و متانول بر سطوح انرژي پتانسيل كمپلكس ها، مراحل انتقال پروتون در حضور يك و دو مولكول آب و متانول مورد ارزيابي قرار گرفت. نتايج نشان داده است كه فرمهاي تيوني از پايداري نسبي بيشتري نسبت به فرمهاي تيولي برخوردارند. همچنين، انرژي پايداري كمپلكسها و سد انرژي در حضور مولكولهاي آب و متانول به طور قابل ملاحظه اي كاهش مي يابد. پايداري مراحل انتقال پروتون از لحاظ سنتيكي و ترموديناميكي بررسي شد. مناسب ترين مرحله انتقال پروتون از لحاظ سينيتيكي مربوط به مرحله سوم انتقال پروتون در حضور يك مولكول متانول مي باشد. از لحاظ ترموديناميكي، مناسب ترين مرحله انتقال پروتون مستقيم نيز مرحله سوم مي باشد. فرايند كلي انتقال پروتون يك فرايند گرما گير و غير خودبخودي است. مراحل انتقال پروتون مستقيم در فاز محلول در حضور حلالهاي آب و متانول نيز بررسي شد.

In this research, the thion-thiol tautomerism of trithiocyanuric (TCA) acid has been studied using B3LYP methods with 6-311++G(d,p) and 6-311++G(2d,2p) basis sets. Trithiocyanuric acid (TCA), with three proton transfer steps, becomes to the final product (TCA4) containing three thiol bonds. In order to study the effect of structure and number of solvent molecules on potential energy surfaces, all three proton steps evaluated in the presence of one and two water or methanol molecules. Results indicated that three proton transfer processes are endothermic both in gas phase and in the presence of solvent molecules. So, the thion forms (reactants) are more stable than the thiol forms (products). Also, the first step proton transfer is the most unfavorable both dynamically and thermodynamically. The stabilization energy of all complexes and the energy barrier are reduced significantly in the presence of solvent molecules. In all cases, TCA1 is the most stable one in all reactants and products' structure. Overall proton transfer process is an endothermic and none-spontaneous process producing an unstable structure (TCA4)