Estudio computacional de la reactividad química: Reacción de cationes metálicos con piridina

Abstract

El Trabajo de Fin de Máster aquí descrito se ha centrado en el estudio computacional de las reacciones que tienen lugar entre un conjunto de cationes metálicos con el anillo de piridina. Este trabajo busca complementar un reciente estudio experimental realizado por el Prof. Dieter Bohme y colaboradores usando espectrometría de masas en el que se identificaron tres patrones de reactividad para los 18 cationes estudiados: (a) Formación de un compuesto de adición entre el catión metálico y la piridina (b) Ruptura del anillo y formación de cianuro de hidrógeno (c) Ruptura del anillo y formación de acetileno En este trabajo, en concreto, hemos considerado cuatro metales de la primera serie de transición (Sc, Ti, V y Cr) y cuatro de la segunda (Y, Zr, Nb, Mo). Estos ocho metales muestran todos los patrones de reactividad observados y fueron escogidos como elementos representativos del conjunto completo de cationes metálicos analizados por Bohme y colaboradores. Los resultados obtenidos en este estudio muestran, de acuerdo con los publicados por Bohme, que para Sc+ es posible observar formación de HCN mientras que para Ti+, V+ y Cr+ el producto esperado es el de adición Sin embargo, el mecanismo propuesto en el estudio experimental para la reacción de Sc+ es, a nuestro juicio, incorrecto. En lo que se refiere a los elementos de la segunda serie de transición nuestro trabajo permite explicar correctamente la distribución de productos para Nb+ y Mo+. Sin embargo, nuestros cálculos predicen que para el Y+ y Zr+ la formación de HCN está claramente favorecida mientras que experimentalmente se observa formación de acetileno. Por consiguiente, los resultados obtenidos en este trabajo complementan el estudio experimental de Bohme y colaboradores y permiten racionalizar algunas de las particularidades observadas de estas reacciones.