Estudio teórico de inhibidores de corrosión basados en imidazol y diferentes sustituyentes en superficies metálicas de hierro

Abstract

En el presente trabajo de investigación se realizó el estudio teórico de seis inhibidores de corrosión: F o (2,4,5-trifenil-4,5-dihidro-1H), G o (2-(4,5-Difenil-4,5-Dihidro-1H-Imidazol-2yl) Fenol), H1.3 o (2-metil-4fenil-N-(p-tolil) imidazol-1-amina), J o (1,4,5-Trifenil-2-(p-tolyl)), J1 o (4-(1,4,5-Trifenilimidazol-2yl)), J2 o N,N-Dimetil-4-(1,4,5-Trifenilimidazol-2yl). Se llevaron a cabo cálculos teóricos empleando la teoría de funcionales de la densidad (DFT) y el software computacional Gaussian 16 con los funcionales B3LYP, CAM-B3LYP y M06 y el conjunto base 6-31G(d,p). Se optimizaron las geometrías y se calcularon las de frecuencias vibracionales para garantizar mínimos globales, mediante un análisis conformacional. Se realizó una comparación entre el inhibidor F experimental y el teórico, también se evaluó la similitud entre los funcionales B3LYP, CAM-B3LYP y M06. Utilizando el nivel de cálculo M06/6-31G(d,p) en fase gas se obtuvieron seis espectros de infrarrojo teórico de los inhibidores propuestos. Además, se determinaron las energías HOMO y LUMO, así como su brecha energética ΔE; y de igual modo se obtuvieron los orbitales moleculares de frontera con el funcional M06 y el conjunto base 6-31G(d,p); tanto en fase gas y utilizando agua como solvente. También se calcularon diversos parámetros de reactividad química, como la afinidad electrónica, potencial de ionización, electronegatividad, dureza química, índice de electrofilicidad, poder electrodonador y poder electroaceptor. Se determinó la energía de adsorción y se predijo el mecanismo de adsorción de los inhibidores F, G, J, J1 y J2 mediante el programa DFTB+, por medio de la optimización de las estructuras moleculares y frecuencias vibracionales de los inhibidores, superficie e inhibidor/superficie. Finalmente se llevó a cabo la dinámica molecular de estos inhibidores.