Estudio de teoría de funcionales de densidad del mecanismo de la reacción de curado de epoxi-ácido carboxílico

Se presenta una imagen completa del mecanismo de las reacciones de curado de epoxi-ácido carboxílico utilizando la teoría de funcionales de densidad B3LYP/6-31G(d,p) y modelos moleculares físicos simplificados para examinar todas las posibles rutas de reacción. El ácido carboxílico puede actuar como su propio promotor al usar el grupo OH de una molécula de ácido adicional para estabilizar los estados de transición, y así reducir las barreras limitantes de velocidad en 45 kJ/mol. Para comparación, en la reacción no catalizada, un anillo de epoxi se abre por un fenol con una barrera aparente de aproximadamente 107 kJ/mol. En la reacción catalizada, los catalizadores facilitan la apertura del anillo de epoxi antes del curado que reduce las barreras aparentes en 35 kJ/mol. Sin embargo, esto puede ser competido en catalizadores altamente básicos, como los catalizadores basados en aminas, donde los catalizadores pueden aumentar la nucleofilicidad del ácido al formar un complejo unido por puente de hidrógeno con él. Nuestros resultados teóricos predicen la energía de activación en el rango de 71 a 94 kJ/mol, lo cual concuerda bien con el rango experimental informado para las reacciones catalizadas. © 2017 Wiley Periodicals, Inc.