Estudio teórico de la reacción de cicloadición de cis-butadieno y etileno sustituidos mediante la teoría del funcional de densidad

Abstract

En la presente tesis se determinaron computacionalmente las propiedades electrónicas de sistemas cis-butadienos y etilenos sustituidos que participan en la reacción Diels-Alder a partir de descriptores electrónicos: índice de nucleofilia (𝑁), dureza total (μ), potencial químico (η), índice de electrofilia (ω), índice de Fukui (𝑓(𝑟)), índice de electrofilia local (𝜔𝑘), índice de nucleofilia local (𝑁𝑘) y coordenada de reacción intrínseca (IRC). Los cálculos computacionales se realizaron con métodos que derivan de la Teoría Funcional de la Densidad (DFT) empleando el funcional híbrido B3LYP y conjuntos de bases 6-31G y 6-311G(d). Los resultados demostraron que el conjunto base más grande permite obtener magnitudes más elevadas en todos los sistemas frente al conjunto base 6-31G. Se determinó que los gaps energéticos de todos los sistemas cumplen la regla de Houk. Además, se determinaron que los dienos más nucleófilos fueron 1-NH2-But y 2-NH2-But mientras que el dienófilo más electrófilo fue Et-CHO. Los cálculos IRC demostraron que la reacción Diels-Alder cumple con las reglas de Woodward–Hoffman. Así mismo, determina que los sistemas orto y para son los productos más favorables frente a los sistemas meta. Se realizó el estudio de esta reacción entre la naftoquinona juglona con dos dienos sustituidos. Los resultados se compararon con resultados experimentales demostrando que el modelo teórico propuesto es coherente y fiable.