Estudio teórico de la pirólisis del 4-cloro-1-butanol en fase gaseosa mediante la teoría del funcional de la densidad

Abstract

Realiza un estudio teórico de la cinética del mecanismo de reacción para la pirólisis en fase gaseosa del 4-cloro-1-butanol utilizando la teoría del funcional de densidad. La reacción estudiada sigue un mecanismo de dos vías, dando como productos finales tetrahidrofurano, formaldehído, propeno y cloruro de hidrógeno. La primera vía implica un estado de transición cíclico de cuatro miembros, y los resultados obtenidos están en concordancia con los parámetros cinéticos experimentales utilizando el nivel de teoría LC-wPBE/6-31G(d,p). En la segunda vía, el proceso se desarrolla en dos etapas: la primera con un estado de transición cíclico de cuatro miembros y la segunda con uno de seis miembros. Los niveles de teoría B3PW91/6-31G++(d,p) y LC-wPBE/6-31G(d,p) se mostraron más consistentes con los datos experimentales en la primera y segunda etapa, respectivamente. La verificación de los estados de transición para ambas rutas de reacción se realizó mediante un análisis frecuencial, así como la generación de las coordenadas de reacción intrínsecas para cada proceso. El análisis de los órdenes de enlace reveló un mecanismo general asincrónico, donde la ruptura del enlace C-Cl, debido a su polarización en la dirección C(δ+). . . X(δ-), se identificó como el paso determinante de la velocidad en ambas vías de reacción. Adicionalmente, se llevó a cabo un estudio topológico de las interacciones no covalentes, y la variación del índice de enlace de fuerza intrínseca validó el mecanismo propuesto.