Utjecaj otapala na Hammettove sigma konstante

diplomski rad

• Naslov (engleski): Solvent effect on Hammett sigma constants
• Autor: Matej Kern
• Mentor: Zlatko Mihalić (mentor)
• Član povjerenstva: Zlatko Mihalić (predsjednik povjerenstva)
• Član povjerenstva: Tomica Hrenar (član povjerenstva)
• Član povjerenstva: Nives Galić (član povjerenstva)
• Član povjerenstva: Ivan Kodrin (član povjerenstva)
• Ustanova koja je dodijelila akademski / stručni stupanj: Sveučilište u Zagrebu; Prirodoslovno-matematički fakultet; (Kemijski odsjek); Zagreb
• Datum i država obrane: 2019-09-30, Hrvatska
• Znanstveno / umjetničko područje, polje i grana: PRIRODNE ZNANOSTI; Kemija

Sažetak

Ispitan doprinos specifičnih interakcija DMSO-a prilikom računa Hammettovih sigma
konstanti reakcije disocijacije para-supstituiranih benzojevih kiselina. Korištene su
homodezmotske reakcije kako bi se izbjegao značajno zahtjevniji račun solvatacije protona u
DMSO-u. Račun geometrija, slobodne energije solvatacije i termičkih korekcija obavljen je
na PBE0/def2-TZVPD/SMD razini teonije dok su finalne energije računate na B2PLYPD3/
def2QZVPPD razini. Solvatacija je opisana kontinuumom te klaster-kontinuum metodom
s do 3 molekule vode, odnosno jednom molekulom DMSO-a u klasteru. Valjanost metode
potvrđena je usporedbom izračunatih pKa vrijednosti u vodi s literaturnima. Metoda se
pokazala uspješnom u računu pKa vrijednosti u vodi uz upotrebu 2 ili 3 molekule vode u
klasteru. Račun kontinuum solvatacijom u DMSO-u pokazao je izvrsno slaganje s literaturnim
podacima. Klasteri s molekulom DMSO-a dali su lošije rezultate od samo kontinuum
solvatacije uzrok čega bi trebalo istražiti.

Sažetak (engleski)

The disociacion of para-benzoic acids in water and DMSO was investigated to estimate the
contribution of specific solvent interactions in the calculation of Hammett σ constants.
Homodesmic reactions were used to achieve the maximal cancelation of error caused by
deficiencies at this level of theory. Calculation of geometries, standard Gibbs solvation
energies and thermal corections was done at the PBE0/def2-TZVPD/SMD level, while single
point energies were computed at the B2PLYP-D3/def2-QZVPPD level of theory. Solvation
was modeled by continuum and cluster-continuum methods with up to three discrete
molecules of water or one molecule of DMSO pressent in the clusters. Validation of the
method was done by pKa calculation in water which was in good agreement with values taken
from literature for clusters containing two or three molecules of water. Calculations in DMSO
using continuum solvation showed agreement with literature as good as the best water
clusters. DMSO clusters predicted worse results which merits further investigation.

• Ključne riječi: Hammett sigma; DFT; DMSO; klaster-kontinuum; benzojeve kiseline; pKa
• Ključne riječi (engleski): Hammett sigma; DFT; DMSO; cluster-continuum; benzoic acid; pKa
• Jezik: hrvatski
• URN:NBN: urn:nbn:hr:217:599367
• Studijski program: Naziv: Kemija; smjerovi: istraživački; Smjer: istraživački; Vrsta studija: sveučilišni; Stupanj studija: diplomski; Akademski / stručni naziv: magistar/magistra kemije (mag. chem.)
• Vrsta resursa: Tekst
• Način izrade datoteke: Izvorno digitalna
• Prava pristupa: Otvoreni pristup
• Datum i vrijeme pohrane: 2019-10-17 14:08:33