“Chair”–“Boat” Conformational Transition of Cyclohexanone during the Oxidation of Cyclohexane

Cover Page

Cite item

Full Text

Open Access Open Access
Restricted Access Access granted
Restricted Access Subscription Access

Abstract

The B3LYP/6-311g++(d,p), G3, and CBS-QB3 methods (DFT) have been used to calculate the free energy and equilibrium constants of the “chair”–“boat” conformational transition of cyclohexanone in the temperature range 298.15–428.15 K. The equilibrium composition of the chair and boat conformers of cyclohexanone has been calculated. It has been shown that with an increase in the proportion of the boat conformation, the selectivity of the process of cyclohexane oxidation to cyclohexanone decreases. The transition states of addition reactions of cyclohexyl hydroperoxide at the carbonyl group of cyclohexanone for chair and boat conformations have been found by the QST2 method. The energy profiles of these reactions have been calculated. It has been established that the addition of hydroperoxide to the carbonyl group of the boat conformation of the ketone is accompanied by a transition to the chair conformation.

About the authors

S. V. Puchkov

Gorbachev State Technical University

Email: psv.toos@kuzstu.ru
650000, Kemerovo, Russia

Yu. V. Nepomnyashchikh

Gorbachev State Technical University

Author for correspondence.
Email: psv.toos@kuzstu.ru
650000, Kemerovo, Russia

References

  1. Перкель А.Л., Воронина С.Г. // Изв. АН. Сер. хим. 2019. № 3. С. 480. https://doi.org/10.1007/s11172-019-2443-1
  2. Перкель А.Л., Воронина С.Г. // Там же. 2019. № 8. С. 1478. https://doi.org/10.1007/s11172-019-2582-4
  3. Перкель А.Л., Воронина С.Г. // Там же. 2019. № 10. С. 1803. https://doi.org/10.1007/s11172-019-2630-0
  4. Перкель А.Л., Воронина С.Г., Боркина Г.Г. // Там же. 2018. № 10. С. 1747. https://doi.org/10.1007/s11172-018-2288-z
  5. Перкель А.Л., Воронина С.Г. // Нефтехимия. 2019. Т. 59. № 7. С. 758. https://doi.org/10.1134/S00282421190701280
  6. Пучков С.В., Бунеева Е.И., Перкель А.Л. // Кинетика и катализ. 2002. Т. 43. № 6. С. 813.https://doi.org/10.1023/A:1021674217742
  7. Нагиева И.Т., Гасанова Л.М., Нагиев Т.М. // Журн. физ. химии. 2018. Т. 92. № 12. С. 1935. https://doi.org/10.1134/S004445371812004X
  8. Пучков С.В., Москвитина Е.Г., Непомнящих Ю.В., Перкель А.Л. // Там же. 2013. Т. 87. № 5. С. 751. https://doi.org/10.7868/S004445371305021X
  9. Hendry D.G., Gould C.W., Schuetzle D. et al. // J. Org. Chem. 1976. V. 41. № 1. P. 1. https://doi.org/10.1021/jo00863a001
  10. Taskinen E. // J. Phys. Org. Chem. 2010. V. 23. № 2. P. 105. https://doi.org/10.1002/poc.1587
  11. Илиел Э., Вайлен С., Дойл М. Основы органической стереохимии / Пер. с англ. М.: БИНОМ. Лаборатория знаний, 2009. 703 с.
  12. Dillen J., Geise H.J. // J. Mol. Struct. 1980. V. 69. 137. https://doi.org/10.1016/0022-2860(80)85272-0
  13. Shallard-Brown H.A., Watkin D.J., Cowley A.R. // Acta Crystallogr., Sect. E: Struct. Rep. Online. 2005. V. 61. № 8. P. 2424. https://doi.org/10.1107/s1600536805015977
  14. Пучков С.В., Непомнящих Ю.В. // Кинетика и катализ. 2021. Т. 62. № 4. С. 426−436. https://doi.org/10.31857/S0453881121040122
  15. Kosnik W., Bocian W., Chmielewski M., Tvaroska I. // Carbohydrate Research. 2008. V. 343. № 9. P. 1463. https://doi.org/10.1016/j.carres.2008.03.032
  16. Marianski M., Asensio A., Dannenberg J.J. // J. Chem. Phys. 2012. V. 137. № 4. P. 044109-1. https://doi.org/10.1063/1.4737517
  17. Самаркина А.Б., Хурсан С.Л. // Вестн. Башкирского университета. 2008. Т. 13. № 3 (I). С. 780.
  18. Емельянова Н.С., Покидова Т.С. // Журн. физ. химии. 2020. Т. 94. № 5. С. 747. https://doi.org/10.31857/S0044453720050052
  19. Корнейчук А.Я., Сенявин В.М., Курамшина Г.М. // Там же. 2017. Т. 91. № 2. С. 354 https://doi.org/10.7868/S0044453717020170
  20. Федорова И.В., Яблоков М.Е., Сафонова Л.П. // Там же. 2022. Т. 96. № 12. С. 1776. https://doi.org/10.31857/S004445372212010X
  21. Bond D. // J. Org. Chem. 2007. V. 72. № 15. P. 5555. https://doi.org/10.1021/jo070383k
  22. Пучков С.В., Непомнящих Ю.В., Козлова Е.С., Перкель А.Л. // Кинетика и катализ. 2013. Т. 54. № 2. С. 148. https://doi.org/10.7868/S0453881113020123
  23. Пучков С.В., Бунеева Е.И., Перкель А.Л. // Журн. прикл. химии. 2002. Т. 75. № 2. С. 256.
  24. Ваховская Л.А., Круглов С.В., Фрейдин Б.Г. // Там же. 1978. Т. 51. № 6. С. 1345.
  25. Lee C. // J. Korean Phys. Soc. 1999. V. 35 (4). P. 370.
  26. Bian H., Zhang Y., Wang Y. et al. // Int. J. Quantum Chem. 2021. V. 121. № 11. P. 1. https://doi.org/10.1002/qua.26636
  27. Кошель Г.Н., Смирнова Е.В., Курганова Е.А. и др. // Химическая промышленность сегодня. 2010. № 4. С. 40.
  28. Румянцева Ю.Б., Курганова Е.Л., Кошель Г.Н. и др. // Известия высших учебных заведений. Серия: химия и химическая технология. 2011. Т. 54. № 10. С. 102.
  29. Смирнова Е.В., Курганова Е.Л., Румянцева Ю.Б., Кошель Г.Н. // Там же. 2012. Т. 55. № 1. С. 21.
  30. Ishii Y., Sakaguchi S., Iwahama T. // Adv. Synth. Catal. 2001. V. 343. № 5. P. 393.

Supplementary files

Supplementary Files
Action
1. JATS XML
2.

Download (8KB)
3.

Download (21KB)
4.

Download (21KB)
5.

Download (80KB)
6.

Download (35KB)
7.

Download (31KB)
8.

Download (28KB)
9.

Download (71KB)

Copyright (c) 2023 С.В. Пучков, Ю.В. Непомнящих