"Теоретическое исследование термической стабильности высокоэнергетических производных фуроксана". Артем Рустемович Садыков, бакалавриат НГУ, 29.6.2022
Состав коллектива
- Садыков Артем Рустемович, бакалавриат НГУ
- Киселев Виталий Георгиевич, с.н.с, к.ф.-м.н., научный руководитель
- Горбунов Дмитрий Евгеньевич, м.н.с, к.ф.-м.н., научный руководитель
Аннотация
Данная работа посвящена теоретическому исследованию термической стабильности фуроксана и четырех его производных: метилфуроксана, диметилфуроксана, метилнитрофуроксана и динитродиазенофуроксана. В работе было проведено тестирование и сравнение точности различных модификаций методов DLPNO-CCSD(T), CCSD(T) и CCSD(T)- F12, а также сравнение этих методов с многоконфигурационными CASSCF, CASPT2, NEVPT2 и MRCI. Был сделан вывод о необходимости использования многодетерминантных методов при исследовании некоторых точек поверхности потенциальной энергии фуроксана и его производных. Было также показано, что методы M06-2X и DLPNO-CCSD(T) дают близкую к CCSD(T)-F12 энергию для точек ППЭ с однодетерминантной волновой функцией.
В ходе работы были локализованы основные стационарные точки и переходные состояния на поверхности потенциальной энергии данных соединений, а также были получены численные значения барьеров первичных реакций. По данным метода MRCI, основным каналом разложения фуроксана является разрыв C-C связи с энергией активации∼33 ккал/моль, первичной реакцией термического разложения метилфуроксана также является разрыв CC связи, энергия активации равна ∼40 ккал/моль и ∼43 ккал/моль по данным CASPT2- и NEVPT2-расчетов соответственно. По данным метода CCSD(T)-F12, основными каналом разложения диметилфуроксана, является последовательный разрыв C-C связи через трансконформер переходного состояния с энергией активации ∼40 ккал/моль. Термическое разложение метилнитрофуроксана также происходит через последовательный разрыв C-C связи с барьером ∼52 ккал/моль. Термолиз динитродиазенофуроксана происходит по трем конкурирующим каналам с близкими энергиями активации ∼55 ккал/моль: нитро-нитритная перегруппировка, концертный разрыв двух N-O связей с последующим отрывом фуроксанового цикла, а также последовательный разрыв C-C связи.