Anisol CAS: 100-66-3

Nghiên cứu này sử dụng các tính toán dựa trên lý thuyết phiếm hàm mật độ (DFT) để đánh giá xem cơ chế kiểm soát bởi orbital phân tử biên (FMO) hay cơ chế kiểm soát bởi điện tích dự đoán chính xác hơn tính chọn lọc vị trí trong các phản ứng thế ái điện tử vào vòng thơm (EAS). Hai cơ chất chính được khảo sát là anisole (một hợp chất được hoạt hóa, định hướng thế vào vị trí ortho/para) và benzaldehyde (một hợp chất bị khử hoạt, định hướng thế vào vị trí meta). Đối với anisole, kết quả cho thấy cơ chế kiểm soát bởi điện tích—cụ thể là sử dụng điện tích Hirshfeld—mô tả thỏa đáng khả năng phản ứng trong điều kiện khắc nghiệt (phản ứng nitro hóa, thu được 44% ortho-nitroanisole và 56% para-nitroanisole), trong khi cơ chế kiểm soát bởi orbital biên (mật độ electron HOMO) đóng vai trò quan trọng trong điều kiện ôn hòa hơn (phản ứng clo hóa, thu được 21% ortho-chloroanisole và 79% para-chloroanisole). Ngược lại, đối với benzaldehyde, chỉ có điện tích Hirshfeld mới giải thích thành công xu hướng định hướng thế vào vị trí meta trong phản ứng nitro hóa (thu được 80% meta-nitrobenzaldehyde); cả phương pháp tiếp cận dựa trên orbital biên lẫn điện tích Mulliken đều không giải thích thỏa đáng kết quả thực nghiệm thu được trong phản ứng clo hóa. Nghiên cứu cũng tiến hành thử nghiệm mười một phiếm hàm khác nhau (bao gồm B3LYP, B3PW91, CAM-B3LYP và WB97XD) cùng năm bộ hàm cơ sở (aug-cc-pVDZ, 6-311G+(d,p), aug-cc-pVQZ, DGTZVP và LanL2DZ); kết quả cho thấy việc phân tích điện tích Hirshfeld luôn tái hiện chính xác khả năng phản ứng thực nghiệm trong mọi điều kiện tính toán, trong khi điện tích Mulliken và phân tích FMO thường cho kết quả không chính xác, đặc biệt là đối với các cơ chất bị khử hoạt và các tác nhân ái điện tử "mềm" (soft electrophiles).