Comparative Analysis of the Kinetics and Mechanism of the Destruction of Phenoxy Radicals of 2,6-Diisobornyl-4- Methylphenol and 2,6-Ditret-Butyl-4-Methylphenol

Cover Page

Cite item

Full Text

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

Abstract

The kinetics of the death of phenoxy radicals In• 2,6-diisobornyl-4-methylphenol (DBP) and
2,6-ditretbutyl-4-methylphenol (ionol) in toluene at 295 K is studied by EPR. The first-order effective rate
constants of the death of In• are determined: kef = 0.30 s–1 (I) and 8.4 × 10–3 s–1 for DBP and ionol, respectively.
Using the density functional theory, the mechanism of the death of In• is analyzed. It is found that the
phenoxy radicals of DBP are dimerized with the formation of the p-C,O-dimer, while In• ionol predominantly
forms the p,p-C,C-dimer. The dimers are in reversible equilibrium with phenoxy radicals, while the
irreversible consumption of In• occurs in the reaction of their disproportionation. Based on the density functional
theory (DFT) research and published data, it was found that the value kef = k/2K of DBP is higher due
to the much higher disproportionation rate constant of In•, although the equilibrium constant K of the
reversible dimerization of the phenoxy radicals of DBP is also higher than the equilibrium constant for In•
ionol.

About the authors

R. A. Sadykov

Ufa Institute of Chemistry, Ufa Federal Research Center, Russian Academy of Sciences

Email: ras6sad@gmail.com
Ufa, Russia

S. L. Khursan

Ufa Institute of Chemistry, Ufa Federal Research Center, Russian Academy of Sciences

Email: ras6sad@gmail.com
Ufa, Russia

A. A. Sukhanov

Zavoisky Physical Technical Institute, Kazan Scientific Center, Russian Academy of Sciences; Kazan State Medical University

Email: ras6sad@gmail.com
Kazan, Russia; Kazan, Russia

A. V. Kuchin

Kazan State Medical University, Kazan, Russia
d Institute of Chemistry, Komi Science Center, Ural Branch, Russian Academy of Sciences

Author for correspondence.
Email: ras6sad@gmail.com
Syktyvkar, Russia

References

  1. Русина И.Ф., Вепренцев Т.Л., Васильев Р.Ф. // Хим. физика. 2022. Т. 41. № 2. С. 12; https://doi.org/10.31857/S0207401X22020108
  2. Воробьёва Е.В. // Хим. физика. 2020. Т. 39. № 5. С. 33; https://doi.org/10.31857/S0207401X22020108
  3. Петров Л.В., Соляников В.М. // Хим. физика. 2021. Т. 40. № 11. С. 9; https://doi.org/10.30857/S0207401X21110078
  4. Чукичева И.Ю., Кучин А.В. // Журн. Рос. хим. об-ва им. Д.И. Менделеева. 2004. Т. 58. № 3. С. 21.
  5. Гоготов А.Ф., Чукичева И.Ю., Левчук А.А. и др. // Химия растит. сырья. 2011. № 4. С. 287.
  6. Кучин А.В., Королева А.А., Федорова И.В., Шумова О.А., Чукичева И.Ю. // Изв. Уфимского науч. центра РАН. 2012. № 4. С. 80.
  7. Мазалецкая Л.И., Шелудченко Н.И., Шишкина Л.Н., Кучин А.В. и др. // Нефтехимия. 2011. Т. 1. С. 354; https://doi.org/10.1134/S0965544111050100
  8. Мазалецкая Л.И., Шелудченко Н.И., Шишкина Л.Н., Кучин А.В. и др. // ЖФХ. 2012. Т. 86. № 6. С. 1035; https://doi.org/10.1134/S0036024413040171
  9. Мазалецкая Л.И., Шелудченко Н.И., Шишкина Л.Н., Буравлев Е.В., Чукичева И.Ю., Кучин А.В. // ЖФХ. 2013. Т. 87. С. 584; https://doi.org/10.1134/S0036024413040171
  10. Плотников М.Б., Чернышева Г.А., Смольякова В.И. и др. // Вестн. РАМН. 2009. № 11. С. 12.
  11. Чернышева Г.А., Смольякова В.И., Плотников М.Б. и др. // Экспериментальная и клиническая фармакология. 2011. Т. 74. № 9. С. 20; https://doi.org/10.30906/0869-2092-2011-74-9-20-22
  12. Садыков Р.А., Сафина Г.Д., Кожанов К.А., Чукичева И.Ю., Кучин А.В. // Бутлеровские сообщ. 2015. Т. 43. № 7. С. 76.
  13. Сафина Г.Д., Садыков Р.А., Чукичева И.Ю., Кучин А.В. // Тез. докл. Всерос. молодежной науч. конф. “Химия и технология новых веществ и материалов”. Сыктывкар: Редакционно-издат. отдел Коми научного центра УрО РАН, 2011. С. 55.
  14. Буравлёв Е.В., Чукичева И.Ю., Дворникова И.А., Чураков А.В., Кучин А.В. // ЖОХ. 2012. Т. 48. № 7. С. 943; https://doi.org/10.1134/S1070428012070081
  15. Рогинский В.А. Фенольные антиоксиданты. Реакционная способность и эффективность. М.: Наука, 1988.
  16. Frisch M.J., Trucks G.W., Schlegel H.B., Scuseria G.E., Robb M.A., Cheeseman J.R.,Scalmani G, Barone V., Mennucci B., Petersson G.A., Nakatsuji H., Caricato M., Li X., Hratchian H.P., Izmaylov A.F., Bloino J., Zheng G., Sonnenberg J.L., Hada M., Ehara M., Toyota K., Fukuda R., Hasegawa J., Ishida M., Nakajima T., Honda Y., Kitao O., Naka H., Vreven T., Montgomery.J.A., Peralta J.E., Ogliaro F., Bearpark M., Heyd J.J., Brothers E., Kudin K.N., Staroverov V.N., Kobayashi R., Normand J., Raghavachari K., Rendell A., Burant J.C., Iyengar S.S., Tomasi J., Cossi M., Rega N., Millam J.M, Klene M., Knox J.E., Cross J.B., Bakken V., Adamo C., Jaramillo J., Gomperts R., Stratmann R.E., Yazyev O., Austin A.J., Cammi R., Pomelli C., Ochterski J.W., Martin R.L., Morokuma K., Zakrzewski V.G., Voth G.A., Salvador P., Dannenberg J.J., Dapprich S., Daniels A.D., Farkas Ö., Foresman J.B., Ortiz J.V., Cioslowski J., Fox D.J. Gaussian 09. Rev. P. 01. Wallingford, CT: Graussian Inc., 2009.
  17. Becke A.D. // J. Chem. Phys. 1993. V. 98. P. 5648; https://doi.org/10.1063/1.464913
  18. Lee C., Yang W., Parr R.G. // Phys. Rev. B. 1988. V. 37. 785; https://doi.org/10.1103/PhysRevB.37.785
  19. Ditchfield R., Hehre W.J., Pople J.A. // J. Chem. Phys. 1971. V. 54. P. 724; https://doi.org/10.1063/1.1674902
  20. Hariharan P.C., Pople J.A. // Theor. Chem. Acc. 1973. V. 28. P. 213; https://doi.org/10.1007/BF00533485
  21. Zhao Y. Truhlar D.G. // Ibid. 2008. V. 120. P. 215; https://doi.org/10.1007/s00214-007-0310-x
  22. Dunning T.H. // J. Chem. Phys. 1989. V. 90. P. 1007; https://doi.org/10.1063/1.456153
  23. Tomasi J., Mennucci B., Cammi R. // Chem. Rev. 2005. V. 105. P. 2999; https://doi.org/10.1021/cr9904009
  24. Weiner S.A., Mahoney L.R. // J. Amer. Chem. Soc. 1972. V. 94. № 14. P. 5029; https://doi.org/10.1021/ja00769a040
  25. Керрингтон А., Мак-Лечлан Э. Магнитный резонанс и его применение в химии. М.: Мир, 1970.
  26. Беляков В.А., Шанина Е.Л., Рогинский В.А., Миллер В.Б. // Изв. АН СССР. Сер.хим. 1975. Т. 24. С. 2685; https://doi.org/10.1007/bf01152850
  27. Худяков И.В., Левин П.П., Кузьмин В.А. // Успехи химии. 1980. Т. XLIX. № 10. С. 1990; https://doi.org/10.1070/RC1980v049n10ABEH002523

Supplementary files

Supplementary Files
Action
1. JATS XML
Download
2.

Download (21KB)
Indexing metadata
3.

Download (171KB)
Indexing metadata
4.

Download (8KB)
Indexing metadata
5.

Download (496KB)
Indexing metadata
6.

Download (31KB)
Indexing metadata
7.

Download (520KB)
Indexing metadata

Copyright (c) 2023 Р.А. Садыков, С.Л. Хурсан, А.А. Суханов, А.В. Кучин