Study of the interaction of the H2O-BF3 complex catalyst with p-methylstyrene in toluene of stoichiometric composition 1:1:2 using the ab initio method
https://doi.org/10.35164/0554-2901-2023-7-8-9-11
Abstract
For the first time, a quantum-chemical study of the reaction of protonation of the monomer of cationic polymerization of p-methylstyrene in the presence of a complex catalyst boron fluoride – water in toluene with a stoichiometric composition of 1:1:2 was carried out by the ab initio method with the reaction coordinate RC1-H20. I t is shown that the value of the activation energy is 123 kJ/mol, and the thermal effect of the reaction is 86 kJ/mol. It has been proved that the interaction of the studied catalytic complex with p-methylstyrene in toluene of stoichiometric composition 1:1:2 is a coordinated process.
About the Authors
V. A. Babkin
Sebryakovsky Branch of Volgograd State Technical University
Russian Federation
Russian Federation
Mikhailovka, Volgograd Region
D. S. Andreev
Sebryakovsky Branch of Volgograd State Technical University
Russian Federation
Russian Federation
Mikhailovka, Volgograd Region
A. V. Ignatov
Sebryakovsky Branch of Volgograd State Technical University
Russian Federation
Russian Federation
Mikhailovka, Volgograd Region
V. V. Vovko
Institute of Architecture and Construction of Volgograd State Technical University
Russian Federation
Russian Federation
Volgograd
E. S. Titova
Volgograd State Technical University; Volgograd State Medical University of the Ministry of Health of Russia
Russian Federation
Russian Federation
Volgograd
A. I. Rakhimov
Volgograd State Technical University
Russian Federation
Russian Federation
Volgograd
M. I. Artsis
N.M. Emanuel Institute of Biochemical Physics of the Russian Academy of Sciences
Russian Federation
Russian Federation
Moscow
G. E. Zaikov
N.M. Emanuel Institute of Biochemical Physics of the Russian Academy of Sciences
Russian Federation
Russian Federation
Moscow
References
1. Бабкин В.А. Квантово-химические аспекты катионной полимеризации олефинов / В.А. Бабкин, Г.Е. Заиков, К.С. Минскер. – Уфа: Гилем, 1996. – 188 с.
2. Расчет механизма взаимодействия комплексного катализатора HF-BF3 с n-метилстиролом в толуоле стехиометрического состава 1:1:1 методом AB INITIO/ В.A. Бабкин [и др.] // Fluorine notes. – 2021. – №2 (135). – С. 3–4.
3. Изучение механизма взаимодействия комплексного катализатора хлорид алюминия - соляная кислота и n-метилстирола в толуоле / В. А. Бабкин [и др.] // Вестник Казанского технологического университета. – 2020. – Т. 23, №1. – С. 9–11.
4. Энергия активации и тепловой эффект реакции инициирования катионной полимеризации n-метилстирола в присутствии комплексных катализаторов фторид бора - фтористый водород и фторид бора – вода в толуоле/ В. А. Бабкин [и др.] // Fluorine notes. – 2020. – №4 (131). – C. 5–6.
5. About the mechanism of interaction of the complex catalyst aluminum chloride - hydrochloric acid and p-methylstyrene in toluene by method ab initio [текст] / V. А. Babkin [и др.] // Вестник Казанского технологического университета. – 2020. – Т. 23, №12. – С. 17–19.
6. Механизм инициирования катионной полимеризации n-метилстирола в присутствии катализатора BF3 HF в толуоле в соотношении 1:1:3/ В. А. Бабкин [и др.] // Fluorine notes. – 2021. – №5(138). – С. 3–4.
7. Энергетика реакции инициирования катионной полимеризации этилена, пропилена и изобутилена. Катализатор – аквакомплекс хлорида алюминия. Растворитель – толуол / В. А. Бабкин [и др.]. – Волгоград: ВолгГТУ. – 2021. – 156 с.
8. Энергетика реакции инициирования катионной полимеризации этилена и пропилена. Катализатор – хлорид алюминия – соляная кислота. Растворитель – толуол / В. А. Бабкин [и др.]. – Волгоград: ВолГУ. – 2021. – 124 с.
9. Применение метода ab initio для изучения взаимодействия комплексного катализатора BF3 · H2O с n-метилстиролом/ В. А. Бабкин [и др.] // Известия Волгоградского государственного технического университета. – 2019. – №12 (235). – С. 63–70.
10. Изучение взаимодействия комплексного катализатора BF3·H2O с n-метилстиролом в толуоле методом ab initio / В. А. Бабкин [и др.]. // Fluorine notes. – 2020. – №2 (129). – С. 3–4.
11. Цирельсон, В.Г. Квантовая химия. Молекулы, молекулярные системы и твердые тела / В.Г. Цирельсон. – М.: Бином, 2010. – 496 с.
12. Granovsky, A.A. Firefly version 8 / A. A. Granovsky // – 2013. http://classic.chem.msu.su/gran/firefly/index.html.
13. General Atomic and Molecular Electronic Structure System. / M.W. Schmidt [and others] // J. Comput. Chem. – 1993. – Vol. 14. – pp. 1347– 1363. doi:10.1002/jcc.540141112.
14. Bode, B.M. and Gordon, M.S. MacMolPlt: A Graphical User Interface for GAMESS // Journal of Molecular Graphics. – 1998. – Vol. 16. – pp. 133–138.
15. Quantum-chemical research of the interaction mechanism of the complex catalyst chloride aluminium – hydrochloric acid and p-methylstyrene in toluene by the ab initio method. / V.A. Babkin [and others] // Oxidation Communications. – 2020. – Vol. 43. – pp. 171 –176.
16. Quantum Chemical Calculation of Initiation Mechanism of Cationic Polymerisation of Propylene with Chloride–Aluminium Aquacomplex. / V. A. Babkin [and others] // Oxidation Communications. – 2020. – Vol. 43, №1. – pp. 24–30.
17. Quantum chemical investigation of the initiation mechanism of the cationic polymerisation of 4-methylpentene-1 with chloride– aluminum aquacomplex. / V. A. Babkin [and others] // Oxidation Communications. – 2019. – Vol. 42, No 3. – pp. 275 –281.
18. On the mechanism of cationic polymerisation of p-isopropylstyrene in the presence of a complex catalyst boron fluoride–water. / V. A. Babkin [and others] // Oxidation Communications. – 2019. – Vol. 42, No 1. – pp. 56–62.
19. Babkin, V.A. About the protonation mechanism of some styrenes / V.A. Babkin [and others] // Oxidation Communications. – 2021. – Vol. 44, No4. – pp. 811–816.
Review
For citations:
Babkin V.A., Andreev D.S., Ignatov A.V., Vovko V.V., Titova E.S., Rakhimov A.I., Artsis M.I., Zaikov G.E. Study of the interaction of the H2O-BF3 complex catalyst with p-methylstyrene in toluene of stoichiometric composition 1:1:2 using the ab initio method. Plasticheskie massy. 2023;1(7-8):9-11. (In Russ.) https://doi.org/10.35164/0554-2901-2023-7-8-9-11
Views:
170
Email this article 
