Theoretical study of the formation of complexes between CO2 and nitrogen heterocycles



Document title: Theoretical study of the formation of complexes between CO2 and nitrogen heterocycles
Journal: Journal of the Mexican Chemical Society
Database: PERIÓDICA
System number: 000384138
ISSN: 1665-9686
Authors: 1
1
Institutions: 1Instituto Politécnico Nacional, Centro de Investigación en Ciencia Aplicada y Tecnología Avanzada, México, Distrito Federal. México
Year:
Season: Ene-Mar
Volumen: 59
Number: 1
Country: México
Language: Inglés
Document type: Artículo
Approach: Analítico, descriptivo
Spanish abstract Se presenta un estudio basado en la teoría de funcionales de la densidad que analiza la formación de complejos entre CO2 y diferentes heterociclos de nitrógeno tales como imidazol, 2-metilimidazol, benzimidazol y pirazina. Fueron consideradas dos orientaciones del CO2 con respecto al plano anillo heterocíclico: en-el-plano y sobre-el-plano. Los complejos en-el-plano son más estables que sus contrapartes sobre-elplano, debido a la influencia de interacciones electrostática y de tipo ácido-base de Lewis. Las fuerzas de las interacciones intermoleculares en los complejos sobre-el-plano se pueden relacionar con una combinación entre fuerzas de dispersión, interacciones electrostáticas débiles y otras como las de tipo dipolo-cuadrupolo y cuadrupolo-cuadrupolo y hasta cierto punto con interacciones donde algo de carga se transfiere del anillo a la molécula de CO2. Con respecto a un uso potencial para la captura de CO2, el imidazol y sus derivados parecen ser mejores que la pirazina
English abstract A density functional theory study was performed to analyze the formation of complexes between CO2 and different nitrogen heterocycles such as imidazole, 2-methylimidazole, benzimidazole, and pyrazine. Two orientations of CO2 were considered: in-plane and top-on with respect to the plane of the heterocyclic ring. The in-plane complexes are more stable than their top-on counterparts, most likely due to electrostatic and Lewis acid-base interactions. The strength of the intermolecular interactions in the top-on complexes can be related to a combination of dispersion, weak electrostatic, dipole-quadrupole and quadrupole-quadrupole interactions, and to some extent to the interactions where some charge transfer from the ring to CO2 is involved. With respect to a potential use as CO2 scrubbers, imidazole and its derivatives appear to be better than pyrazine
Disciplines: Química
Keyword: Química orgánica,
Dióxido de carbono,
Dispersión,
Imidazol,
Pirazina,
Heterociclos,
Nitrógeno,
Teoría del funcional de la densidad (DFT)
Keyword: Chemistry,
Organic chemistry,
Carbon dioxide,
Dispersion,
Density functional theory (DFT),
Imidazole,
Pyrazine,
Heterocycles,
Nitrogen
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