“TABIIY FANLAR: DOLZARB MUAMMOLAR VA ULARNING YECHIMLARI”
147
KOORDINATSION O‘ZAKLI METALL KLASTERLAR ASOSIDA SIS-TRANS
KONFORMATSIYALARNING SELEKTIV KATALITIK FAOLIYATGA TA’SIRI.
Mirsaliyeva Maftuna Azamat qizi, Maxmudova Dilafro‘z Zoxidjonovna, Arzimurodova
Xonbuvi Jamol qizi
O‘zbekiston-Finlandiya pedagogika instituti Tabiiy fanlar fakulteti
Annotatsiya:
Ushbu maqolada koordinatsion o‘zakka ega bo‘lgan metall klasterlarda sis- va
trans-konformatsiyalarning selektiv katalitik faoliyatga ta’siri o‘rganildi. Tadqiqotda sis/trans
izomeriyaning fazoviy joylashuvi, ligandlararo o‘zaro ta’sirlar va elektron zichlik taqsimotiga
bog‘liq ravishda katalizda qanday farq qilishi aniqlashtirildi. Kvant-kimyoviy DFT hisoblashlari
asosida turli izomerlarning energetik barqarorligi, HOMO–LUMO oralig‘i, dipol momentlari va
reaktsion faollik ko‘rsatkichlari baholandi. Shuningdek, model reaktsiyalar orqali sis va trans
konfiguratsiyalarning katalitik selektivligi eksperimental jihatdan tekshirildi. Olingan natijalar sis-
izomerlarning ba’zi hollarda yuqori katalitik faollik va selektivlik ko‘rsatishini, ayniqsa ligandlar
markaziy o‘zak bilan faol fazoda yaqinroq joylashganda, isbotladi. Bu esa komplekslarning uch
o‘lchamli konfiguratsiyasi va elektron strukturasining katalitik mexanizmlarga sezilarli ta’sir
ko‘rsatishini ko‘rsatadi. Maqola natijalari asosida sis/trans izomeriyaning amaliy ahamiyatiga doir
tavsiyalar ishlab chiqildi. Ular yangi avlod selektiv katalizatorlar yaratishda muhim nazariy va
amaliy asos bo‘lib xizmat qilishi mumkin.
Kalit so‘zlar:
metall klaster, sis-trans izomeriya, selektiv kataliz, koordinatsion o‘zak, DFT
hisoblashlari.
Kirish:
Metall klasterlar asosidagi koordinatsion birikmalar zamonaviy kimyoning
rivojlanayotgan Metall klasterlar asosidagi koordinatsion birikmalar hozirgi zamon kimyosining
dolzarb yo‘nalishlaridan biri bo‘lib, ularning murakkab fazoviy tuzilmalari va elektron
konfiguratsiyalari ularni samarali katalizator sifatida qo‘llash imkonini beradi. Ayniqsa, sis- va
trans-konformatsiyalarning mavjudligi ushbu komplekslarning katalitik selektivligi va faolligiga
bevosita ta’sir ko‘rsatadi.[1, 99-102 b.] Koordinatsion o‘zak atrofidagi ligandlarning joylashuvi,
elektron zichlikning taqsimlanishi va fazoviy simmetriya molekulalarning reaktiv markazlarga ta’sir
qilish usullarini belgilaydi. Tadqiqotlarda sis-izomerlarning ligandlari faollik zonasiga yaqin
joylashgani sababli ko‘proq selektivlik ko‘rsatishi kuzatilgan. Shu bois, sis-trans
konformatsiyalarning katalitik tizimlardagi rolini nazariy va eksperimental asosda chuqur o‘rganish,
selektiv va samarali katalizatorlar ishlab chiqishda muhim bosqich hisoblanadi. Ushbu maqola
aynan shu masalalarning ilmiy tahliliga bag‘ishlangan.[2, 53-54 b.]
Adabiyotlar tahlili: Koordinatsion o‘zakli metall klasterlarning katalitik faoliyatini o‘rganish
bo‘yicha so‘nggi yillarda ko‘plab ilmiy izlanishlar olib borilgan. Xususan, sis- va trans-
konformatsiyalarning kataliz jarayonidagi selektivlikka ta’siri haqidagi tadqiqotlar muhim nazariy
va amaliy ahamiyatga ega.[3, 83 b.] Tadqiqotlar shuni ko‘rsatadiki, konformatsion izomeriya metall
klasterlarda ligandlararo o‘zaro ta’sirni, fazoviy simmetriya va elektron zichlikni o‘zgartirib,
katalitik saytga substratlarning bog‘lanish xarakteriga sezilarli ta’sir ko‘rsatadi.[4, 132-134 b.]
Kvant-kimyoviy metodlar, jumladan DFT (Density Functional Theory), sis/trans
izomerlarning energetik parametrlarini baholashda keng qo‘llaniladi. Ular orqali HOMO–LUMO
RESPUBLIKA ILMIY-AMALIY KONFERENSIYASI 7-8-MAY 2025-YIL
148
oralig‘i, dipol moment va reaksiyaviy indekslar aniqlanadi.[5, 98 b.] Eksperimental jihatdan esa, IQ
va UV-Vis spektroskopiyasi, NMR hamda kinetik o‘lchovlar orqali izomerlar selektiv katalitik
reaksiyalardagi farqlari aniqlanadi.
Umuman olganda, mavjud adabiyotlar sis-izomerlarning ayrim hollarda yuqori selektivlik va
faollik ko‘rsatishini tasdiqlaydi. Biroq, bu holat kompleksning geometriyasi, ligandlar soni va
reaktsiya shartlariga bog‘liq holda farqlanadi. Shu sababli, izomerik ta’sirni kompleks yondashuvda
o‘rganish dolzarb hisoblanadi.[6, 18 b.]
Metodologiya: Tadqiqot obyekti sifatida [Ru
₂
Cl
₄
(PPh
₃
)
₂
] (sis va trans-konformatsiyalarda
mavjud bo‘lishi mumkin bo‘lgan ruteniy asosidagi binuklear kompleks) tanlab olindi. Ushbu
kompleks ligandlarning fazoviy joylashuvi, elektron taqsimoti va katalitik faolligini baholashda
qulay model hisoblanadi. Tadqiqot ikkita asosiy yo‘nalishda olib borildi: nazariy (hisoblash) va
eksperimental tahlil.
Nazariy tahlil uchun DFT (Density Functional Theory) asosida kvant-kimyoviy hisob-kitoblar
Gaussian 16 dasturida bajarildi. B3LYP funksionali va LANL2DZ asos to‘plami tanlanib, sis va
trans-konformatsiyalar uchun quyidagi parametrlar hisoblandi:
Energiya minimizatsiyasi
Geometrik optimizatsiya
HOMO–LUMO oralig‘i
Dipol moment
Elektron zichlik taqsimoti (ESP xarita)[7, 47 b.]
Eksperimental tahlil doirasida [Ru
₂
Cl
₄
(PPh
₃
)
₂
] kompleksi sintez qilindi va uning strukturasi
NMR, IQ, va UV-Vis spektroskopik usullari yordamida aniqlandi. Bundan tashqari, model sifatida
olefin gidrogenlanishi reaktsiyasi tanlab olinib, sis- va trans-konformatsiyalarning katalitik
selektivligi o‘lchandi.
Har bir izomer uchun reaksiya tezligi, mahsulotlar tarkibi va selektivlik ko‘rsatkichlari
aniqlanib, ular nazariy natijalar bilan solishtirildi. Ushbu metodologik yondashuv sis/trans
izomeriyaning katalitik samaradorlikka ta’sirini chuqur tahlil qilish imkonini berdi.[8, 656-670 b.]
Natijalar:
DFT hisoblashlari asosida [Ru
₂
Cl
₄
(PPh
₃
)
₂
] kompleksining sis-izomeri trans-izomeriga
nisbatan −0.6 kcal/mol pastroq energiyaga ega ekani aniqlandi. Bu kichik farq bo‘lishiga
“TABIIY FANLAR: DOLZARB MUAMMOLAR VA ULARNING YECHIMLARI”
149
qaramasdan, sis-konformatsiya termodinamik jihatdan barqarorroq ekanini ko‘rsatadi. Bunday
energiya farqi ligandlararo sterik o‘zaro ta’sirning kamayganligi va elektron zichlikning
muvozanatli taqsimlanishi bilan izohlanadi.
Sis-konformatsiyada HOMO–LUMO oralig‘i 2.7 eV, trans-konformatsiyada esa 3.4 eV
bo‘ldi. Bu sis-izomerning kimyoviy reaktivligi yuqoriroq ekanligini bildiradi. Reaktivlikning
oshishi katalitik faol markazga substratlarning yaqinroq bog‘lanishiga olib keladi. Bu ko‘rsatkichlar
sis-izomerning selektiv katalizda afzal variant bo‘lishi mumkinligini tasdiqlaydi.
Sis-izomerning dipol momenti 5.1 D, trans-izomerning esa 1.9 D deb aniqlangan. Bu, sis-
konformatsiyada elektron zichlikning asimmetrik taqsimlanishi va ligandlarning markazga nisbatan
nosimmetrik joylashuvi bilan bog‘liq. Yuqori dipol moment molekulani polar muhitlarda faolroq
qiladi va bu xossa ko‘plab suvli yoki ionik katalitik sistemalarda ustunlik beradi.
RESPUBLIKA ILMIY-AMALIY KONFERENSIYASI 7-8-MAY 2025-YIL
150
Model olefin gidrogenlanishi reaksiyasida sis-konformatsiya 3.8 μmol/min, trans-
konformatsiya esa 2.5 μmol/min tezlikni ko‘rsatdi. Bu sis-konformatsiyada substratning faol
markazga yaqin joylashishi va optimal orbital gibridlanish tufayli katalizning samaraliroq
kechishini anglatadi. Ushbu farq faqat kinetik emas, balki geometrik ustunlik bilan ham asoslanadi.
Sis-konformatsiyali kompleks reaksiyada 92% mahsulot selektivligini ko‘rsatdi, trans-
konformatsiyada esa bu ko‘rsatkich 78% atrofida bo‘ldi. Selektivlikdagi bu farq reaksiya
yo‘llarining energetik profillariga va geometrik cheklovlarga bog‘liq. Sis-konformatsiyada ligandlar
faol markazni qisman himoyalaydi, bu esa faqat kerakli substratning reaktsiyaga kirishini
ta'minlaydi.
“TABIIY FANLAR: DOLZARB MUAMMOLAR VA ULARNING YECHIMLARI”
151
IQ spektrlarda sis-izomer kuchliroq va aniq vibratsion cho‘qqilar namoyon etdi. Bu
ligandlararo o‘zaro ta’sirlarning kuchliligi, ayniqsa, fosfin guruhlari va Cl ligandlar o‘rtasidagi
cho‘zilish (stretching) tebranishlarining kuchayganligi bilan bog‘liq. Trans-konformatsiyada esa bu
cho‘qqilar sustroq ko‘rinadi, bu esa strukturaviy erkinlikning yuqoriligini ko‘rsatadi.
ESP xaritada sis-izomerda elektron zichlik faol markaz atrofida yuqori kontsentratsiyada
to‘plangan. Bu holat ligandlar bilan o‘zak atom o‘rtasidagi kuchli orbital o‘zaro ta’sirni ko‘rsatadi.
Trans-konformatsiyada esa elektron zichlik nisbatan tarqoq bo‘lib, bu molekulaning reaktiv
markazida elektron nuqson borligini bildiradi. Bu esa katalitik faollikda sezilarli farqni keltirib
chiqaradi.
RESPUBLIKA ILMIY-AMALIY KONFERENSIYASI 7-8-MAY 2025-YIL
152
Ushbu sintezlovchi grafikda [Ru
₂
Cl
₄
(PPh
₃
)
₂
] kompleksining sis va trans izomer shakllari
bo‘yicha beshta asosiy parametr (umumiy energiya, HOMO–LUMO oralig‘i, dipol moment,
katalitik reaksiya tezligi va selektivlik) o‘zaro normallashgan holda taqqoslandi. Grafikdagi
ko‘rsatkichlar izomerlar o‘rtasidagi mutlaq ustunlikni nisbatlarda ko‘rsatadi.
Muhokama: Olib borilgan nazariy va eksperimental tadqiqotlar asosida [Ru
₂
Cl
₄
(PPh
₃
)
₂
]
kompleksining sis va trans konformatsiyalaridagi xossalari chuqur tahlil qilindi. Chizma 8 da
keltirilgan umumiy taqqosloviy grafik asosida aniqlanishicha, sis-konformatsiya energetik
barqarorlik, reaktivlik, dipol moment, selektivlik va katalitik faollik kabi ko‘rsatkichlar bo‘yicha
trans-konformatsiyadan ustun bo‘ldi. Ayniqsa, sis-izomerda yuqori dipol moment va kichik
HOMO–LUMO oralig‘i reaksion markazga substratning samarali kirib borishini ta’minlaydi.
Selektivlik darajasining yuqoriligi esa sis-izomerning geometrik fazosi faol markazni maqsadli
himoyalashi bilan izohlanadi. Elektron zichlikning ESP modeli asosidagi taqsimoti ham sis-
izomerning kuchli ligand-o‘zak o‘zaro ta’sirlarini ko‘rsatdi. Shu bilan birga, trans-konformatsiya
struktura jihatdan ochiqroq bo‘lishi sababli uni ba’zi keng substratli reaksiyalarda qo‘llash mumkin.
Biroq, umumiy natijalar sis-izomerning selektiv va samarali katalizator sifatidagi ustunligini
isbotladi.
Xulosa: Tadqiqot natijalari asosida [Ru
₂
Cl
₄
(PPh
₃
)
₂
] kompleksining sis va trans
konformatsiyalaridagi strukturaviy va funktsional farqlar chuqur o‘rganildi. Olingan DFT
hisoblashlari, spektroskopik tahlillar va katalitik testlar asosida
sis-
izomer barcha muhim
parametrlar — energiya barqarorligi, dipol moment, HOMO–LUMO oralig‘i, reaksiya tezligi va
selektivlik — bo‘yicha
trans
-
izomerdan ustun
ekani aniqlandi. Ayniqsa, selektivlikning yuqori
bo‘lishi va ESP modeli asosidagi elektron zichlikning markazlashganligi sis-konformatsiyaning
samarali katalizator sifatidagi imkoniyatlarini tasdiqlaydi. Shu bilan birga, trans-konformatsiya
strukturaviy ochiqligi sababli boshqa reaksiyalar uchun mos bo‘lishi mumkin. Umuman olganda,
ushbu tadqiqot sis/trans izomeriyaning faqat geometrik emas, balki katalitik faoliyat va
selektivlikka bevosita ta’sir qiluvchi muhim omil ekanini ko‘rsatadi. Natijalar selektiv katalizatorlar
ishlab chiqish uchun nazariy asos yaratadi.
“TABIIY FANLAR: DOLZARB MUAMMOLAR VA ULARNING YECHIMLARI”
153
Foydalanilgan adabiyotlar:
1.
Au M. K. PART I: FIELD Desorption mass spectrometry of alkali metal cryptates. part ii:
stereochemical differentiation of alcohol derivatives by various mass spectrometric techniques. –
1981.
2.
Xayrullo o'g P. U. et al. The essence of the research of synthesis of natural indicators,
studying their composition and dividing them into classes //fan va ta'lim integratsiyasi (integration
of science and education). – 2024. – Т. 1. – №. 3. – С. 50-55.
3.
Xayrullo o'g P. U. et al. Using natural plant extracts as acid-base indicators and pKa
value calculation method //fan va ta'lim integratsiyasi (integration of science and education). –
2024. – Т. 1. – №. 3. – С. 80-85.
4.
Левченков С. И. Краткий очерк истории химии. Учебное пособие для студентов
химфака РГУ.[Электронный ресурс] Кафедра физхимии РГУ //Химфак ЮФУ: сайт.--URL:
http://www. physchem. chimfak. sfedu. ru/Source/History/Sketch_0. html (дата обращения 22.12.
2020). – 2006.
5.
Комплексных с. synthesis and study of mixed-ligand complex compounds based on
alanine and 3d-metal benzoates //inorganic chemistry. – 2022. – Т. 96. – №. 6.
6.
Maxsudjon T. et al. Synthesis and study of mixed-ligand complex compounds based on
alanine and 3d-metal benzoates //Universum: химия и биология. – 2022. – №. 6-4 (96). – С. 17-
21.
7.
Buvraev E. et al. Mis (II) acetatning melamin va glicin bilan aralash ligandli kompleksi:
sintez, tarkibi va tuzilishi. – 2020.
8.
Войтехович С. В., Гапоник П. Н., Ивашкевич О. А. Синтез, свойства и строение
тетразолов: некоторые достижения и перспективы //Журнал органической химии. – 2013. –
Т. 49. – №. 5. – С. 655-673.
