CHƯƠNG 2 LIÊN KẾT HYDRO VÀ HỆ CHẤT NGHIÊN CỨU
2.2.2. Phương pháp nghiên cứu
Sử dụng phần mềm Gaussview 5.0 để hiển thị tất cả các cấu trúc của các monomer và phức trong hệ khảo sát. Các tính toán được thực hiện bằng phần mềm Gaussian 09. Cấu trúc hình học của tất cả các monomer và phức được tối ưu bằng phương pháp nhiễu loạn MP2 với bộ hàm cơ sở 6- 311++G(3df,2pd). Năng lượng tương tác được hiệu chỉnh đồng thời ZPE và sai số chồng chất bộ cơ sở (BSSE) (E*) tại mức lí thuyết CCSD(T)/6- 311++G(3df,2pd)//MP2/6-311++G(3df,2pd). Hiệu chỉnh BSSE được tính theo phương pháp Counterpoise của Boys và Bernadi [77]. Ái lực proton, enthalpy tách proton được tính ở mức lý thuyết MP2/6-311++G(3df,2pd). Các mức lý thuyết được chọn là khá tốt trong việc ước đoán hình học, năng lượng tương tác liên kết hydro. Tần số dao động hóa trị được tính để xác định hình
học tối ưu chắc chắn là cực tiểu. Năng lượng bền hóa của các phức khảo sát được xác định bằng cách sử dụng phương pháp “siêu phân tử”, đó là sự khác nhau giữa năng lượng tổng của phức so với tổng năng lượng của các monomer ban đầu.
Phân tích AIM tại MP2/6-311++G(3df,2pd) được áp dụng để xác nhận sự có mặt của các tương tác và để tính toán mật độ electron và Laplacian của mật độ electron. Phân tích hình học topo của mật độ electron được thực hiện bằng phần mềm AIMAll. Sự xuất hiện của điểm tới hạn liên kết (BCP, Bond Critical Point), đường nối giữa 2 nguyên tử tương tác và giá trị Laplacian tại BCP là minh chứng cho sự tồn tại và loại tương tác. Mật độ electron (ρ(r)), Laplacian (∇2ρ(r)) tại điểm tới hạn liên kết (BCP), điểm tới hạn vòng (RCP), điểm tới hạn lồng (CCP) được tính dựa theo thuyết AIM [78] bằng phần mềm AIM 2000. Năng lượng tương tác của mỗi liên kết hydro (EHB) tính theo công thức kinh nghiệm của Espinosa-Molins-Lecomte [79]: EHB = 0,5V(r), với V(r) là mật độ thế năng electron khu trú tại điểm tới hạn liên kết (BCP).
Chương trình tính toán GenNBO 5.0 tích hợp trong phần mềm Gaussian được dùng để thực hiện các phân tích NBO tại ωB97X-D/6- 311++G(3df,2pd) nhằm góp phần hiểu sâu về thuộc tính hóa học quan trọng của các tương tác và cung cấp các thông tin liên quan đến orbital lai hóa thích hợp, orbital liên kết thích hợp, phân bố electron, sự chiếm trong các NBO, năng lượng siêu liên hợp, sự tái lai hóa của nguyên tử. Phân tích NCI cũng được nghiên cứu để phát hiện các tương tác không cộng hóa trị trong không gian thực trên cơ sở mật độ electron và gradient mật độ rút gọn (s) [80], [81]. Bên cạnh đó, để tách năng lượng bền tổng của các phức thành các hợp phần năng lượng khác nhau bao gồm năng lượng tĩnh điện (Eelst), cảm ứng (Eind), trao đổi (Eexch), phân tán (Edisp), thuyết nhiễu loạn phù hợp đối xứng
SAPT2+ với bộ hàm cơ sở def2-TZVPP được sử dụng và tính bằng phần mềm tính toán hóa học lượng tử Psi4 theo phương trình sau:
ESAPT2+ = Eelst + Eind + Eexch + Edisp
Trong đó (10) (12)
elst= elst + elst,resp
E E E ,
(20) (22)
ind= ind,resp+ ind
E E E + δEintHF
(10) (20)
exch exch exch-ind,resp