Etude des aspects théoriques de la conversion des petits hydrocarbures en milieu acide

Abstract

La conversion industrielle des hydrocarbures met en jeu des réactions introduisant des espèces carbocationiques ayant des structures d’une stabilité relative ou des structures de transition. Une étude théorique dans ce sens a été réalisée sur l’activation des cycloalcanes (C3 à C5), par protonation de la liaison C−C, suivie d’un calcul d’optimisation de géométrie qui a révélé des systèmes carbomonocationiques non-classiques (ions carbonium). Il s’est avéré que ces systèmes évoluent vers des structures pontées et des complexes d’interaction ionmolécule. L’analyse de la délocalisation de charge dans ces structures a été effectuée par la théorie NBO. Des systèmes carbodicationiques ont été également optimisés et suivis d’une corrélation entre les charges atomiques et leurs déplacements chimiques RMN 13C. D’autre part, l’étude théorique du processus d’hydrotraitement visant l’élimination du soufre, de l’azote et de l’oxygène présents dans les petits hétérocycles, tels que le thiirane, l’oxirane, l’aziridine a été réalisée à travers l’activation des liaisons C-S, C-N et C-O, suivie d’une optimisation de géométrie. La délocalisation de charge a été calculée pour contrôler l’aptitude des doublets non-liants des hétéroatomes à participer dans la formation des liens H-S, H-N et H-O. The industrial conversion reactions of the hydrocarbons, introducing the carbocationic species having the relatively stability structures or transition structures. A theoretical study has been realized on the activation of the cycloalkanes (C3 to C5), by protonation on C-C bond followed with an optimization of geometry, revealed a non-classical carbomonocation systems (carbonium ions). It has been proved that these systems evolve toward bridged structures and complex of ion-molecule interaction. Its charge delocalization performed by NBO analysis. Carbodicationic systems have also been optimized and pursued a correlation between the atomic charges and their chemical shifts RMN 13C. Thus, a theoretical study of the hydrotreating processes aiming the elimination of sulfur, nitrogen and oxygen atoms from the small heterocyclic ring systems such as thiirane, aziridine and oxirane, was realized via the activation of CS, C-N and C-O bonds followed by a full optimization of the geometry. In addition, charge delocalization has been taken to check the ability of the lone pair of heteroatoms to participate in the formation of H-S, H-N and H-O bonds.