Proton transfer from 1,4-pentadiene to superoxide radical anion: a QTAIM analysis / Transferencia de protón desde el 1,4-pentadieno al radical anión superóxido: un análisis QTAIM / Transferência de prótons de 1,4-pentadieno o ânion radical superóxido: uma análise QTAI

ABSTRACT

We studied the bis-allylic proton transfer reaction from 1,4-pentadiene to superoxide radical anion (O2.-). Minima and transition state geometries, as well as thermochemical parameters were computed at the B3LYP/6-311+G(3df,2p) level of theory. The electronic wave functions of reactants, intermediates, and products were analyzed within the framework of the Quantum Theory of Atoms in Molecules. The results show the formation of strongly hydrogen bonded complexes between the 1,4-pentadien- 3-yl anion and the hydroperoxyl radical as the reaction products. These product complexes (PCs) are more stable than the isolated reactants and much more stable than the isolated products. This reaction occurs via pre-reactive complexes which are more stable than the PCs and the transition states. This is in agreement with the fact that the net proton transfer reaction that leads to free products is an endothermic and nonspontaneous process.

RESUMEN

Nosotros estudiamos la reacción de transferencia de protón bis-alílico del 1,4-pentadieno al radical anión superóxido (O2.--). Las geometrías de los mínimos y de los estados de transición, así como también los parámetros termoquímicos se calcularon usando el nivel de teoría B3LYP/6-311+G(3df,2p). Las funciones de onda electrónicas de los reactantes, intermedios y productos se analizaron dentro del marco de la teoría cuántica de átomos en moléculas. Nuestros resultados muestran la formación de complejos estabilizados por enlaces de hidrógeno entre el anión 1,4pentadien-3-ilo y el radical hidroperoxilo como productos de reacción. Estos complejos producto (PCs) son más estables que los reactantes aislados y mucho más estables que los productos aislados. Esta reacción ocurre vía la formación de complejos pre-reactivos, los cuales son más estables que los PCs y los estados de transición. Estos resultados están de acuerdo con el hecho de que la reacción global de transferencia de protón que conduce a la formación de los productos libres es un proceso endotérmico y no espontáneo.

RESUMO

Estudou-se a reação de transferência do próton bis-alílico do 1,4-pentadieno ao radical ânion superóxido (O2.-). As geometrias dos mínimos e dos estados de transição, bem como os parâmetros termoquímicos foram calculadas utilizando o nível de teoria B3LYP/6-311+G(3df, 2p). As funçÃμes de onda eletrònica dos reagentes, intermediários e produtos foram analisadas no âmbito da teoria quântica de átomos em moléculas. Os resultados obtidos demonstram a formação de complexos estabilizados por ligaçÃμes de hidrogênio entre o ânion 1,4-pentadieno- 3-ilo e o radical hidroperoxilo como produtos de reação. Estes complexos formados como produtos (PCs) são mais estáveis do que os reagentes isolados e muito mais estáveis do que os produtos isolados. Esta reação ocorre por meio de complexos pré-reativos mais estáveis do que os PCs e os estados de transição. Estes resultados estão de acordo com o fato da reação global de transferência de próton que conduz à formação dos produtos livres, é um processo endotérmico e não espontâneo.