Modelowe badania procesu humifikacji. II. Zastosowanie teoretycznych metod do okreslenia roli utleniaczy w procesie humifikacji

• Autorzy: Szczodrowska B
• Języki publikacji: PL

Abstrakty

PL

Teoretyczne badania oddziaływań GLY i P z O₂, i OH⁻ przeprowadzono przy zastosowaniu półempirycznych metod chemii kwantowej CNDO/2 i INDO z oryginalnymi parametrami Popie i innych. Minimalizacji energii całkowitych dokonywano przy zmianie kątów i długości wiązań tylko między tymi atomami, które są istotne przy interpretacji oddziaływań lub przebiegu reakcji zachodzących w układzie. Z obliczeń wynika, że cząsteczka tlenu molekularnego może tworzyć kompleksy molekularne z amoniakiem o energii wiązania ΔE = 13 kJ/mol przy R = 2 ‧ 10⁻¹⁰ m, a w kompleksie występuje przeniesienie ładunku Δq = -0.0095 e na O₂ oraz z pirokatecholem o energii wiązania ΔE = 68 kJ/mol przy R₀₁₋₀₅ = 2 ‧ 10⁻¹⁰ m. W kompleksie tym cząsteczka O₂, zyskuje ładunek Aq = -0.069 e. Cząsteczka O₂ może również tworzyć trwałe połączenia z pirokatecholem o energii wiązania ΔE = 279 kJ/mol przy R = 1.35 ‧ 10⁻¹⁰ m. Wyniki obliczeń sugerują możliwość konkurencyjnych reakcji cząsteczek O₂, lub O₂⁻ z pirokatecholem, a powstałe produkty różnią się podatnością na podstawienia nukleofilowe do pierścienia aromatycznego i kierunkiem przeniesionego ładunku elektronowego.

EN

A theoretical analysis of the mechanism of polycondensation of catechol with OH⁻ and O₂, using the semiempirical method of quantum chemistry INDO and CNDO/2 was done. In calculations mostly standard geometries were accepted (length of bonds and angles between atoms). Geometry optimization has been carried out only for bonds and angles between those atoms which are important in the course of reactions. The results indicate that the oxygen molecule can form two complexes: one with NH3 molecule (the binding energy is 13 kJ/mol) and the second with the catechol (the binding energy is 68 kJ/mol). Further interaction of the O₂, molecule with the catechol (P) leads to the formation of the product with the binding energy 279 kJ/mol, and the charge transfer 0.41 e from P onto O₂ takes place. The competition reaction of the superoxide ion (O₂⁻) with P was also observed (the binding energy is 209 kJ/mol). This complex is, nevertheless, less susceptible to nucleophilic substitutions to the aromatic ring and the charge 0.40 e is transferred from O₂⁻ onto P.

Słowa kluczowe

PL

gleboznawstwo; utleniacze; badania teoretyczne; humifikacja

• Wydawca: -
• Czasopismo: Zeszyty Problemowe Postępów Nauk Rolniczych
• Rocznik: 1993
• Tom: 411
• Opis fizyczny: s.201-206,rys.,bibliogr.

Twórcy

autor

Szczodrowska B

• Akademia Rolnicza, Szczecin

Bibliografia

• 1. Eatock B.G., Waltz W.G., Mezey P.G. (1986). Ab Initio SCF MO Calculations on the Reaction of Hydroxyl Radical with Cytosine. Can. J. Chem., 64, 914-919.
• 2. Goldblum A., Loew G. H. (1985). Quantum Chemical Studies of Model Cytochrome P450 Oxidations of Amines. 1. MNDO Pathways for Alkylamine Reactions with Singlet and Triplet Oxygen. J. Am. Chem. Soc., 107, 4265-4272.
• 3. Gołębiowska D., Szczodrowska B. (1983). The Bonding of the Amino Acid in the Structure of the Model Humic Acid. Humus et Planta VIII, I, 36-39.
• 4. Hazra D.K., Steenken S. (1983). Pattern of OH Radical Addition to Cytosine and 1-, 3-, 5-, and 6-Substituted Cytosine. Electron Transfer and Dehydration Reactions of the OH Adducts. J. Am. Chem. Soc., 105, 4380-4386.
• 5. Moro-oka Y., Foote C. S. (1976). Chemistry of Superoxide Ion. I. Oxidation of 3,5-Di-tert-butvlcatechol with KO₂. J. Am. Chem. Soc., 98, 6, 1510-1514.
• 6. Popie J.A., Beveridge D.L. (1970). Approximate Molecular Orbital Theory. McGraw-Hill, New York.
• 7. Reed A.E., Weinhold F., Curtiss L.A., Pochatko D.J. (1986). Natural bond orbital analysis of molecular interactions: Theoretical studies of binary complexes of HF, H₂O, NH₃, N₂, O₂, F₂, CO, and CO₂, with HF, H₂O, and NH₂. J. Chem. Phys., 84, 10, 5687-5704.