A computational study on the structure of allene polymers by using quantum chemical methods

Abstract

Adı-Soyadı: Pınar DAĞTEPEOkul: İzmir Yüksek Teknoloji EnstitüsüAnabilim Dalı: KimyaProgramı: Kimya (Yüksek Lisans)Tez Başlığı: Kuvantum Kimyasal Yöntemleriyle Allin Polimerlerinin YapısıÜzerine Hesapsal Bir ÇalışmaÖZETSarmal yapıya sahip olduğu öngörülen 1,3-dietinilalin ve 1,3-disiyanodietinilalin oligomerlerin konformasyonel analizi yarı deneysel kuvantummekanik AM1 metodu ile G03 ve G98 programları kullanılarak yapılmıştır.Moleküller içi hidrojen bağ yapan kiral 1,3-dietilenalin biriminin optikçeaktifliğe sahip sarmal oligomer ve polimer olması beklenildiği halde, bu çalışmasonucunda 1,3-dietilenalin oligomerinin sarmal yapıda olmadığı belirlendi. Aksinetüm 1,3-dietilenalin oligomerlerinin zincirsel, katlanmamış zigzag yapıda olduğugözlenmiştir.Substituentin katlanmaya etkisini incelemek amacıyla 1,3-diethinilalinmolekülünün türevi olan 1,3-disiyanodietinilalin oligomerinin yapıları da incelendi.1,3-disiyanodietinilalinin oligomer yapılarında, düzgün sarmal konformasyona sahipolduğu optimizasyon sonuçlarına göre bulunmuştur. Bu sarmal yapıya, sarmal eksenboyunca yer alan yüksek negatif yüke sahip siyano karbon ve zıt yüklü alinkarbonları arasındaki elektrostatik etkileşimlerin neden olarak görülmektedir.Bulunan sarmal oligomerlerde sadece P-heliks gözlendi, hiçbir oligomer yapısı M-heliks yönünde bir işaret vermedi.

Name: Pınar DAĞTEPESchool: İzmir Institute of TechnologyDepartment: ChemistryMajor: Chemistry (Master)Title of Thesis: A Computational Study on the Structure of Allene Polymers byUsing Quantum Chemical MethodsABSTRACTThe conformational analysis of 1,3-dicyanodiethynylallene and 1,3-diethynylallene oligomers have been carried out by using quantum mechanicalsemiempirical AM1 method implemented in G03 and G98.Although chiral 1,3-diethynylallene unit upon forming intramolecularhydrogen bond is expected to form helical oligomers and polymers that have opticallyactive character, our results indicate that the oligomers of this molecule have lack ofhelicity. Instead, the conformations observed for 1,3-diethynylallene oligomers are allunfolded zig-zag like chains.1,3-dicyanodiethynylallene oligomer, a derivative of 1,3-diethynylallene, is alsoexpected to have a helical conformation. In oligomer structures, the results ofoptimizations show that 1,3-dicyanodiethynylallene has a well defined three-dimensional helical conformation. This helicity is attributed to electrostaticinteractions between cyano carbon which has a high negative charge and oppositelycharged allene carbons along the helical axis. We observe P-helix rather than M-helix, no the conformers which may lead to M character is encountered.