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Journal of the Korean Chemical Society (JKCS)

ISSN 1017-2548(Print)
ISSN 2234-8530(Online)
Volume 39, Number 3
JKCSEZ 39(3)
June 20, 1995 

Ab Initio and Semi-Empirical Calculations of the Tautomers of Pyrazole Derivatives

Pyrazole 유도체들의 Tautomer들에 대한 Ab Initio 와 Semi-Empirical 계산
Hong Gi Yi, Seon Hwa Yim, Sung Gyung Jung, Sung Kwon Kang

이홍기, 임선화, 정성경, 강성권*
Pyrazole 유도체들인 1,2,4-triazolidine-3,5-dione(1)과 1,3,4-oxa(or thia)diazolidine-2,5-dione(2,3)의 lactam-lactim tautomer들을 ab initio, AM1 그리고 PM3방법으로 연구하였다. 세 가지 방법에서 모두 1 화합물의 가장 안정한 형태는 dilactam인 1a이고 다음으로 lactam-lactim인 2b로 결정되었다. 계산방법에 다라 1a와 1b의 에너지 차이는 4.1~12.6kcal/mol로 계산되었다. 1a에 대한 ab initio 구조는 X-ray 구조와 잘 일치하고 있다. 2 화합물의 안정도는 2a>2b>2c인 반면 황원자를 포함하고 있는 3 화합물 tautomer들간의 안정도 순서는 계산방법에 의존된다. 3-21G에서는 3a가 3b보다 4.9kcal/mol 안정한 반면 AM1은 3b가 2.71kcal/mol 안정한 결과를 얻었다.

Molecular orbital calculations at the ab initio, AM1, and PM3 levels have been carried out to investigate the lactam-lactim tautomerism of 1,2,4-triazolidine-3,5-dione(1) and 1,3,4-oxa(or thia)diazolidine-2,5-dione(2, 3). Most stable tautomer in 1 compound has been calculated to be a dilactam 1a and next one is lactam-lactim 1b. The relative energies between 1a and 1b are 4.1~12.6 kcal/mol depending on computational methods. The optimized 1a structure at ab initio level is in good agreement with X-ray structure. While the stabilities of 2 tautomers are in order of 2a>2b>2c, the stabilities of 3 tautomers are dependent on methods. According to 3-21G basis set, 3a tautomer is more stable by 4.9 kcal/mol over 3b tautomer. In contrast, the heat of formation of 3a at AM1 is higher by 2.71 kcal/mol than 3b.

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