Density Functional Theory Investigation of the Contributions of π–π Stacking and Hydrogen-Bonding Interactions to the Aggregation of Model Asphaltene Compounds
Notice bibliographique
Résumé
We performed density functional theory (DFT) calculations using the WB97Xd functional with a dispersion correction term and the 6-31G(d,p) basis set to study the contributions of π–π stacking and hydrogen-bonding interactions to the aggregation of asphaltene model compounds containing a 2,2′-bipyridine moiety covalently bonded to one (monosubstituted) and two (disubstituted) aromatic hydrocarbon moieties (phenyl, naphthyl, anthracyl, phenanthryl, and pyrenyl) through ethylene tethers. In these compounds, the N atoms of the 2,2′-bipyridine moiety provide lone pairs for hydrogen bonding to water molecules present in solution. The aggregation strength of the homodimers of these model compounds is evaluated in terms of the aggregation energies, enthalpies, and Δ G 298, as well as the π–π interaction distances. Geometry optimization and thermochemistry analysis results show that the homodimers of both mono- and disubstituted compounds are stable and have a negative Δ G 298 of aggregation because of π–π stacking interactions. Two water bridges containing one, two, or three water molecules per bridge span between two monomers and provide additional stabilization of the homodimers because of hydrogen bonding. The stabilization of the monosubstituted homodimers is the largest with two water molecules per bridge, whereas the stabilization of the disubstituted homodimers is the largest with three water molecules per bridge. The calculated 1 H nuclear magnetic resonance chemical shifts for the monomers and dimers of the three model compounds of this series synthesized to date are in excellent agreement with experimental results for dilute and concentrated solutions in chloroform, respectively ( Tan, X.; Fenniri, H.; Gray, M. R. Water enhances the aggregation of model asphaltenes in solution via hydrogen bonding. Energy Fuels 2009, 23, 3687). The Δ H and Δ G 298 results show that hydrogen bonding is as important as π–π interactions for asphaltene aggregation.
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Comment cette classification a été obtenuedéplier
Prédiction machine sur la base complète
Imitation des enseignantsNi prévalence calibrée, ni vérité terrain. Validation humaine à venir. Le volet Gemma est une étiquette directe du modèle pour chaque travail de la base, lue sur la notice réduite au titre. Le volet Codex est un classifieur appris des 10 348 étiquettes directes de Codex et calibré sur les taux pondérés de l'échantillon; les champs sans appui suffisant ne portent aucun appel Codex. Le mode candidate est l'union des deux volets; le consensus est leur intersection. Ces sorties portent le statut machine_predicted_unvalidated et ne sont pas des étiquettes humaines.
Scores du classifieur distillé par catégorie (deux têtes)
| Catégorie | Codex | Gemma |
|---|---|---|
| Métarecherche | 0,001 | 0,001 |
| Méta-épidémiologie (sens strict) | 0,001 | 0,000 |
| Méta-épidémiologie (sens large) | 0,001 | 0,001 |
| Bibliométrie | 0,001 | 0,001 |
| Études des sciences et des technologies | 0,001 | 0,000 |
| Communication savante | 0,000 | 0,000 |
| Science ouverte | 0,001 | 0,000 |
| Intégrité de la recherche | 0,001 | 0,001 |
| Charge utile insuffisante (le modèle a refusé de juger) | 0,002 | 0,000 |
Scores machine (provisoires)
Les deux têtes enseignantes du modèle étudiant, lues sur ce travail. Un score ordonne la base pour la relecture; il n'affirme jamais une catégorie, et le statut de validation accompagne chaque rangée tel quel.
Scores de référence d'un modèle non mature (critères de maturité non atteints, 7 itérations). Un score ordonne; il n'affirme jamais une catégorie.
score_only:v0-immature-baseline · tel quel depuis la passe de notation : score_only signifie que le nombre peut ordonner les travaux, et qu'aucune étiquette de catégorie n'en découleClassification
machine, non validéePrédiction automatique; un appel candidat d’une seule source (Gemma direct ou Codex distillé), pas un consensus.
Le détail, modèle par modèle et score par score, se trouve en fin de page sous « Comment cette classification a été obtenue ».