Meistarafyrirlestur í efnafræði - William Thomas Möller

Fyrirlestrinum verður streymt: https://us02web.zoom.us/j/83729418802

Meistaranemi: William Thomas Möller

Heiti verkefnis: Tilrauna og fræðileg rannsókn á svæðisvendni Claisen umröðunnar setna allýl fenýl etera

___________________________________________

Deild: Raunvísindadeild

Leiðbeinandi: Benjamín Ragnar Sveinbjörnsson, lektor við Raunvísindadeild

Einnig í meistaranefnd: Krishna Kumar Damodaran, prófessor við Raunvísindadeild

Prófdómari: Haraldur Garðarsson, Alvotec

Ágrip

Svæðisvendni fyrir Claisen umröðun á nokkrum meta setnum og meta og para setnum allýl phenýl eterum var rannsökuð. Helstu niðurstöður rannsóknarinnar fyrir meta setnu allýl phenýl eterana er að svæðisvendnin veltur gróflega á elektrónískum áhrifum frá meta hópnum. Þegar hópurinn er rafgefandi þá mjakast allýl hópurinn í átt að óhindraði stöðunni til að mynda byggingarhverfu A og þegar hópurinn er raftogandi þá vill allýl hópurinn fara í átt að meta hópnum til að mynda byggingarhverfu B. Í Claisen umröðun þegar það eru meta og para hópar var fundið út að para hópurinn hefur áhrif á A:B hlutfallið. Í mörgum tilfellum virðist vera að para hópurinn magnar áhrifin frá meta hópnum. Tveir meta hópar voru prufaðir, metýl og klór með mörgum mismunandi para hópum. Þegar metýl og klór hóparnir voru í meta stöðu með vetni í para stöðu þá myndaðist meira af byggingarhverfu B og í mörgum tilfellum þegar vetni í para stöðu er skipt út fyrir aðra hópa þá myndaðist samt meira af byggingarhverfu B.

Kennilegir reikningar voru framkvæmdir á völdum allýl fenýl eterum með mismunandi meta hópa og meta og para hópa. Reikningarnir pössuðu nokkuð vel við niðurstöður frá tilraununum og í sumum tilvikum geta reikningarnir hugsanlega útskýrt frávik. Eins og í tilfelli Claisen umröðunar þar sem metýl er meta hópur og A:B hlutfallið var 1:1.20 en búist var við að metýl hópurinn væri rafgefandi og meira af byggingarhverfu A átti að myndast. Reikningarnir sýndu að varmafræðilega ætti meira að myndast af byggingarhverfu A. Hins vegar sýndu reikningar að byggingarhverfa B væri hraðafræðilega ákjósanlegri og að hugsanlega gæti það verið að spila inní afhverju hlutfallið er B í vil. Hugsanlega gæti þurft að hafa hærri hita fyrir sumar Claisen umraðanirnar til að fá meira af varmafræðilega myndefninu.

Reikningar voru framkvæmdir með Mulliken, Löwdin, Hirshfeld og náttúrulegri fjölda greiningum (e. population analysis) til að sjá hvort mismunandi sethópar hefðu áhrif á atóm hleðslur innan sameindanna. Helst var þá skoðað hvernig atóm hleðslurnar breyttust á kolefnunum sem taka þátt í umröðuninni á arýl hringnum og allýl hópnum. Helstu niðurstöður frá þeim reikningum voru þær að mismunandi sethópar hafa áhrif á atóm hleðslurnar og er það kolefni sem tekur þátt í að mynda nýtt kolefnis-kolefnis tengi í Claisen umröðuninni sem myndar meira af einni byggingarhverfu með hærri neikvæða hleðslu heldur en kolefnið sem tekur þátt í að mynda kolefnis-kolefnis tengi af þeirri byggingarhverfu sem myndast minna af.

Reikningar voru framkvæmdir til að finna út samsetningu sameinda svigrúmanna. Það er að segja hversu mikið af sameinda svigrúminu situr á hverju atómi. Reikningarnir sýndu fram á að sameinda svigrúmin sitja á kolefnunum á allýl hópnum þegar meta hóparnir eru metýl, etýl og flúor. Þegar reikningarnir voru framkvæmdir fyrir flóknari kerfi með stærri atóm eins og klór og bróm þá sýndu þeir ekki sömu niðurstöðu sem gæti þýtt að það þurfi að prufa reikningana með annarri kenningu fyrir reikninga innan skammtafræðinnar.