Ab initio computation of pKa values and redox potentials

Abstract

This work investigates the ab initio computation of pKa values and redox potentials of medium size organic molecules in different solvents through a combination of quantum chemical and electrostatic methods. With the help of suitable thermodynamic cycles the overall reaction was divided into two phases. The gasphase was modeled by quantum chemical methods, whereas the condensed phase was described by means of electrostatic methods. Within this work the solvation energies were computed without the usage of so-called "selfconsistent reactionfield methods". The good agreement between experimental and computed data within this work proofs that this method is succesful.

Die folgende Arbeit beschreibt die Berechnung von pKa Werten und Redox Potentialen organischer Molekuele durch Kombination von Quantenchemie und elektrostatischen Rechenmethoden.Die Aufteilung in zwei Phasen erfolgte durch den Einsatz geeigneter thermodynamischer Zyklen. Die Gasphase wurde mit Hilfe quantenchemischer und die kondensierte Phase mittels elektrostatischen Rechenmethoden beschrieben. Im Gegensatz zu vorherigen Arbeiten zu diesem Thema erfolgte die Berechnung der Solvatationsenergien ohne Anwendung sogenannte "selbstkonsistenter Reaktionsfelder". Sowohl fuer die Berechnung von pka Werten als auch von Redox Potentialen konnte fuer ein breites Spektrum eine gute Uebereinstimmung mit experimentellen Werten erzielt werden.