Структура мезилатов пропил-, дипропил- и трипропиламмония по данным метода молекулярной динамики

Cover Page

Cite item

Full Text

Open Access Open Access
Restricted Access Access granted
Restricted Access Subscription Access

Abstract

С использованием метода молекулярной динамики исследованы особенности формирования микроструктуры ионных жидкостей на основе мезилат аниона и катионов аммония, имеющих в составе различное число пропильных групп. Проанализированы структурные изменения жидкости при изменении размера катиона. Рассчитаны вероятности образования водородных связей между катионом и анионом и средние числа водородных связей. Рассмотрено влияние сольватационных эффектов на предсказанные ранее квантово-химическим методом структурные модели ионных жидкостей.

Full Text

Restricted Access

About the authors

И. В. Федорова

Институт химии растворов им. Г.А. Крестова РАН

Author for correspondence.
Email: fiv@isc-ras.ru
Russian Federation, Иваново

М. А. Крестьянинов

Институт химии растворов им. Г.А. Крестова РАН

Email: fiv@isc-ras.ru
Russian Federation, Иваново

Л. П. Сафонова

Институт химии растворов им. Г.А. Крестова РАН

Email: fiv@isc-ras.ru
Russian Federation, Иваново

References

  1. Belieres J.P., Angell C. // J. Phys. Chem. B. 2007. V. 111. P. 4926. https://doi.org/10.1021/jp067589u
  2. Greaves T.L., Drummond C.J. // Chem. Rev. 2015. V. 115. P. 11379. https://doi.org/10.1021/acs.chemrev.5b00158
  3. Greaves T.L., Drummond C.J. // Ibid. 2008. V. 108. P. 206. https://doi.org/10.1021/cr068040u
  4. Hayes R., Warr G.G., Atkin R. // Ibid. 2015. V. 115. P. 6357. https://doi.org/10.1021/cr500411q
  5. Hayes R., Imberti S., Warr G.G., Atkin R. // Angew. Chem. Int. Ed. 2013. V. 52. P. 4623. https://doi.org/10.1002/anie.201209273
  6. Hunt P.A., Ashworth C.R., Matthews R.P. // Chem. Soc. Rev. 2015. V. 44. P. 1257. https://doi.org/10.1039/C4CS00278D
  7. Weingärtner H. // Angew. Chem. Int. Ed. 2008. V. 47. P. 654. https://doi.org/10.1002/anie.200604951
  8. Fumino K., Ludwig R. // J. Mol. Liq. 2014. V. 192. P. 94. http://doi.org/10.1016/j.molliq.2013.07.009
  9. Fumino K., Reimann S., Ludwig R. // Phys. Chem. Chem. Phys. 2014. V. 16. P. 21903. http://doi.org/10.1039/C4CP01476F
  10. Fumino K., Peppel T., Geppert-Rybczynska M. et al. // Ibid. 2011. V. 13. P. 14064. http://doi.org/10.1039/C1CP20732F
  11. Sun X., Cao B., Zhou X. et al. // J. Mol. Liq. 2016. V. 221. P. 254. https://doi.org/10.1016/j.molliq.2016.05.080
  12. Bodo E., Bonomo M., Mariani A. // J. Phys. Chem. B. 2021. V. 125. P. 2781. https://doi.org/10.1021/acs.jpcb.1c00249
  13. Han J., Wang L., Zhang H. et al. // J. Phys. Chem. A. 2020. V. 124. P. 10246. https://doi.org/10.1021/acs.jpca.0c07908
  14. Verma P.L., Gejji S.P. // J. Mol. Graph. Model. 2018. V. 85. P. 304. https://doi.org/10.1016/j.jmgm.2018.09.010
  15. Verma P.L., Gejji S.P. // J. Phys. Chem. A. 2018. V. 122. P. 6225. https://doi.org/10.1021/acs.jpca.8b04303
  16. Wei Y., Xu T., Zhang X. et al. // J. Chem. Eng. Data. 2018. V. 63. P. 4475. https://doi.org/10.1021/acs.jced.8b00583
  17. Fedorova I.V., Safonova L.P. // J. Phys. Chem. A 2019. V. 123. P. 293. https://doi.org/10.1021/acs.jpca.8b10906
  18. Fedorova I.V., Yablokov M.E., Safonova L.P. // Russ. J. Phys. Chem. A. 2022. V. 96. P. 2704. https://doi.org/10.1134/S003602442212010X
  19. Dong K., Zhang S., Wang Q. // Sci. China Chem. 2015. V. 58. P. 495. https://doi.org/10.1007/s11426-014-5147-2
  20. Shmukler L.E., Fedorova I.V., Fadeeva Yu.A., Safonova L.P. // J. Mol. Liq. 2021. V. 321. А. 114350. https://doi.org/10.1016/j.molliq.2020.114350
  21. Fabre E., Murshed S.M.S. // J. Mater. Chem. A. 2021. V. 9. P. 15861. https://doi.org/10.1039/d1ta03656d
  22. Abe H. // J. Mol. Liq. 2021. V. 332. А. 115189. https://doi.org/10.1016/j.molliq.2020.115189
  23. Markusson H., Belieres J. P., Johansson P. et al. // J. Phys. Chem. A. 2007. V. 111. P. 8717. https://doi.org/10.1021/jp072036k
  24. Fedorova I.V., Shmukler L.E., Fadeeva Yu.A. et al. // Russ. J. Phys. Chem. A. 2022. V. 96. P. 786. https://doi.org/10.1134/S0036024422040070
  25. Reid J.E.S.J., Bernardes C.E.S., Agapito F. et al. // Phys. Chem. Chem. Phys. 2017. V. 19. P. 28133. https://doi.org/10.1039/c7cp05076c
  26. Fedorova I.V., Shmukler L.E., Fadeeva Yu.A. et al. // Ionics. 2023. V. 29. P. 661. https://doi.org/10.1007/s11581-022-04844-5
  27. Fedorova I.V., Safonova L.P. // J. Mol. Model. 2023. V. 29. А. 230. https://doi.org/10.1007/s00894-023-05624-2
  28. Wang J., Wolf R.M., Caldwell J.W. et al. // J. Comput. Chem. 2004. V. 25. P. 1157. https://doi.org/10.1002/jcc.20035
  29. Wang J., Wang W., Kollman P.A., Case D.A. // J. Mol. Graph. Model. 2006. V. 25. P. 247. https://doi.org/10.1016/j.jmgm.2005.12.005
  30. Smith W., Yong C.W., Rodger P.M. // Mol. Simul. 2002. V. 28. P. 385. https://doi.org/10.1080/08927020290018769
  31. Singh U.C., Kollman P.A. // J. Comput. Chem. 1984. V. 5. P. 129. https://doi.org/10.1002/jcc.540050204
  32. Besler B.H., Merz Jr.K.M., Kollman P.A. // J. Comp. Chem. 1990. V. 11. P. 431. https://doi.org/10.1002/jcc.540110404
  33. Frisch M.J., Trucks G.W., Schlegel H.B. et al. Gaussian 09, Revision A.01, Gaussian, Inc., Wallingford CT, 2009.
  34. Smith W. // Comput. Phys. Commun. 1992. V. 67. P. 392. https://doi.org/10.1016/0010-4655(92)90048-4
  35. Youngs T.G.A. dlputils, Version 1.4.2. http://www.projectaten.com/dlputils
  36. Humphrey W., Dalke A., Schulten K. // J. Mol. Graph. 1996. V. 14. P. 33. https://doi.org/10.1016/0263-7855(96)00018-5
  37. Youngs T.G. // J. Comput. Chem. 2009. V. 31. P. 639. https://doi.org/10.1002/jcc.21359
  38. Bondi A. // J. Phys. Chem. 1964. V. 68. P. 441. https://doi.org/10.1021/j100785a001
  39. Arunan E., Desiraju G.R., Klein R.A. et al. // Pure Appl. Chem. 2011. V. 83. P. 1637. https://doi.org/10.1351/PAC-REC-10-01-02
  40. Fedorova I.V., Krestyaninov M.A., Safonova L.P. // Mol. Liq. 2022. V. 360. А. 119481. https://doi.org/10.1016/j.molliq.2022.119481
  41. Tsuzuki S., Shinoda W., Miran M.S. et al. // J. Chem. Phys. 2013. V. 139. А. 174504. https://doi.org/10.1063/1.4827519

Supplementary files

Supplementary Files
Action
1. JATS XML
Download
2. Fig. 1. Structures of ion pairs with propylammonium cation PrA/MsO (a), dipropylammonium DPrA/MsO (b) and tripropylammonium TPrA/MsO (b) and mesylate anion. Hydrogen bonds are indicated by dashed lines

Download (134KB)
Indexing metadata
3. Fig. 2. FRRs of ion mass centres for ionic liquids containing mesylate anion and cations of propylammonium (PrA/MsO), dipropylammonium (DPrA/MsO), tripropylammonium (TPrA/MsO) and tetrapropylammonium (TetPrA/MsO)

Download (336KB)
Indexing metadata
4. Fig. 3. PFR of oxygen atoms of mesylate anions relative to hydrogen atoms of amino groups of propylammonium, dipropylammonium and tripropylammonium cations (a) and hydrogen atoms of amino groups of cations relative to oxygen atoms of anions (b)

Download (119KB)
Indexing metadata
5. Fig. 4. FRRs of hydrogen atoms of amino groups (a) and nitrogen atoms (b) of propylammonium, dipropylammonium and tripropylammonium cations relative to oxygen atoms of mesylate anions for the studied proton ionic liquids

Download (182KB)
Indexing metadata
6. Fig. 5. Probability distribution of the NHO angle from its magnitude for the considered proton ionic liquids with mesylate anion and different cations

Download (121KB)
Indexing metadata
7. Fig. 6. FRRs of the hydrogen atoms of the -CH2 group closest to the nitrogen atom (1), hydrogen atoms of the downstream -CH2 group (2), and hydrogen atoms of the -CH3 group (3) of the cation relative to the oxygen atoms of the mesylate anions for the aprotonic ionic liquid TetPrA/MsO

Download (84KB)
Indexing metadata

Copyright (c) 2024 Russian Academy of Sciences