Study of the Influence of the polarization of the neighboring group C = X, in the kinetics of hydrogen chloride removal from b- (substituted) alkyl chlorides (X = CH2 , S, NH, PH), using the density functional theory

The elimination kinetics of the compounds 5-chloro 2-methylpentene, 5-chloropentan-2-imine, (5-chloropentan-2-ylidene) phosphine and 5-chloropenta2-thione compounds were studied using the electron structure methods: B3LYP, MW1PW91 and PBEPBE with the basis set 6-31++G(2d,p), respectively, belonging to the computational package G09W. According to the elimination products, two possible reaction mechanisms were proposed: a discrete path through a four-member transition state and a intime ion-par via a 5-membered cyclic transition state, where the C = X group assists, anchimerically, the HCl elimination. With the exception of the group X = CH2, the favorable mechanism occurs through an intimate Ion-Pair type 5-membered TS, where the breaking of the C2 - Cl1 bond is the determining step of the reaction. The concept of stabilization energy by anchimeric assistance was proposed and used to determine the following order of reactivity: S> PH> NH> O; A linear relationship between the free activation energy and the molecular polarizability of the transition states was found, suggesting that this parameter plays a pivotal role in the anchimerical assistance observed in these systems.La cinética de eliminación de los compuestos 5-cloro-2-metilpenteno, 5-cloropentan-2-imina, (5-cloropentan-2-iliden) fosfina y 5-cloropenta-2-tiona fue estudiada usando los métodos de estructura electrónica: B3LYP, MW1PW91 y PBEPBE con el set de bases 6-31++G(2d,p), pertenecientes al paquete computacional G09W. De acuerdo a los productos de eliminación, dos posibles mecanismos de reacción fueron propuestos: una vía discreta, a través de un estado de transición de cuatro miembros y una vía ión par-íntimo, vía un estado de transición cíclico de 5 miembros donde el grupo C=X asiste, anquiméricamente, la salida del átomo de cloro. Con la excepción del grupo X=CH2, el mecanismo favorable resulto ser el que ocurre a través de un TS de 5 miembros tipo Ion-Par íntimo, donde la ruptura del enlace C2 -Cl1 es el paso determinante de la reacción. El concepto de energía de estabilización por asistencia anquimérica fue propuesto y usado para determinar el siguiente orden de reactividad: S>PH>NH>O. Se encontró una relación lineal entre la energía libre de activación y la polarizabilidad molecular de los estados de transición, sugiriendo que este parámetro juega un rol fundamental en la asistencia anquimérica observada en estos sistemas