Density functional theory investigation of the contributions of π-π stacking and hydrogen bonding with water to the supramolecular aggregation interactions of model asphaltene heterocyclic compounds
Notice bibliographique
Résumé
CONTEXT: A complex supramolecular process involving electrostatic and dispersion interactions and asphaltene aggregation is associated with detrimental petroleum deposition and scaling that pose challenges to petroleum recovery, transportation, and upgrading. The homodimers of seven heterocyclic model compounds, representative of moieties commonly found in asphaltene structures, were studied: pyridine, thiophene, furan, isoquinoline, pyrazine, thiazole, and 1,3-oxazole. The contributions of hydrogen bonding involving water bridges spanning between dimers and π-π stacking to the total interaction energy were calculated and analyzed. The distance between the planes of the aromatic rings is correlated with the π-π stacking interaction strength. All the dimerization reactions were exothermic, although not spontaneous. This was mostly modulated by the strength of the hydrogen bond of the water bridge and the π-π stacking interaction. Dimers bridged by two water molecules were more stable than those with additional water molecules or without any water molecule in the bridge. Energy decomposition analysis showed that the electrostatic and polarization components were the main stabilizing terms for the hydrogen bond interaction in the bridge, contributing at least 80% of the interaction energy in all dimers. The non-covalent interaction analysis confirmed the molecular sites that had the strongest (hydrogen bond) and weak (π-π stacking) attractive interactions. They were concentrated in the water bridge and in the plane between the aromatic rings, respectively. METHODS: The density functional ωB97X-D with a dispersion correction and the Def2-SVP basis set were employed to investigate supramolecular aggregates incorporating heterocycles dimers with 0, 1, 2, and 3 water molecules forming a stabilizing bridge connecting the monomers. The non-covalent interactions were analyzed using the NCIplot software and plotted as isosurface maps using Visual Molecular Dynamics.
Récupéré en direct depuis OpenAlex et désinversé. Les résumés ne sont pas conservés dans cette base de données : les index inversés représentent 8,6 Go des 9,3 Go de texte de la base, et le serveur dispose de 13 Go libres.
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 | 0,001 |
| Communication savante | 0,001 | 0,001 |
| Science ouverte | 0,001 | 0,001 |
| Intégrité de la recherche | 0,001 | 0,001 |
| Charge utile insuffisante (le modèle a refusé de juger) | 0,003 | 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 ».