Квантово-химическое моделирование реакций каталитического превращения алканов

Методами квантовой химии DFT b3lyp исследована электронная структура комплекса н-гексан с кластерами алюмосиликатов ZSM-5 и Н-ZSM-5 в модели «супермолекула». Установлено, что в случае, когда заряд комплекса q=0 и окружение атома Al имеет тетраэдрическую структуру, водород, оторванный от н-гексана, образует Н₂О с ОН-группой от окружения Al. В случае, когда атом Al находится в тригональном гибридном состоянии sp², являясь сильным кислотным центром льюисовского типа, он способен оторвать от изомера гидрид-ион водорода, который, присоединяясь к атому алюминия, меняет его гибридное состояние на sp³. Скорость реакций гидрокрекинга изомеров α в зависимости от размеров пор сопоставлены со скоростью в зависимости от электрофильности изомеров ω, вычисленной методом DFT b3lyp/6-311g(d,p). Показано, что зависимости α от параметра разветвления изомеров и от индекса электрофильности ω идентичны, при этом интерпретация результатов различается: в первом случае изменением размеров пор, во втором – электронным строением алюмосиликатов и самих изомеров.