ИСТИНА

Моноэтаноламин интересен тем, что может выступать и как растворитель, в смесях с водой эффективно поглощающий кислые газы, например, сероводород и диоксид углерода, и как моно- или бидентатный комплексообразователь, формирующий в зависимости от условий моно- и полиядерные комплексы с ионами переходных металлов. Такая практическая многовариантность обусловлена существованием 13 различных более или менее устойчивых изомеров индивидуальной молекулы моноэтаноламина, а также возможностью формирования внутри- и межмолекулярных водородных связей, в которых гидроксильная и аминогруппы могут быть как донорами, так и акцепторами протонов. Поэтому выяснение условий, при которых определенные конформеры молекулы, стабилизированные водородными связями определенного типа, становятся доминирующими, как и механизмов их взаимных превращений, важно не только для расширения представлений о молекулярном строении таких систем, но и в плане совершенствования технологии широкого спектра практически важных процессов. Неэмпирические квантовохимические расчеты индивидуальной молекулы моноэтаноламина и кластеров (NH2CH2CH2OH)_k были выполнены в рамках второго порядка теории возмущений Меллера-Плессета с двухэкспоонентным базисным набором гауссова типа, расширенным диффузными и поляризационными функциями на всех ядрах. Нормально-координатный анализ был использован для подтверждения устойчивости найденных структур, а также для интерпретации спектра жидкого моноэтаноламина с точки зрения вероятного наличия определенных вариантов внутри- и межмолекулярных взаимодействий молекул. Устойчивость кластерных структур и энергии разрыва водородных связей были оценены с учетом поправок на суперпозиционную ошибку базисного набора. Часть расчетов была выполнена с использованием ресурсов суперкомпьютерного комплекса МГУ имени М.В. Ломоносова. Показано, что результаты моделирования даже малых кластеров молекул моноэтаноламина позволяют существенно дополнить и скорректировать ранее предложенные интерпретации спектра жидкого моноэтаноламина и определение вероятных структурных изомеров молекулы в жидкой фазе. При анализе особое внимание уделено спектральным диапазонам, отвечающим валентным колебаниям гидроксильных, CO и CN групп, а также деформационным, твист, и τ-колебаниям функциональных групп. Дополнительно изучены стерические препятствия и возможности формирования замкнутых и разветвленных цепочечных олигомерных структур на основании различных мономерных звеньев. Обосновано предположение о существовании не только гош, но и транс-изомеров молекулы моноэтаноламина в жидкой фазе и определены наиболее вероятные конформеры молекулы.