Alkilidenowe katalizatory rutenowe są jednymi z najbardziej popularnych spośród wszystkich katalizatorów metatezy olefin. W pierwszej części pracy doktorskiej określono dokładności różnych metod DFT w odniesieniu do reakcji katalizowanych przez kompleksy alkilidenowe rutenu, w szczególności do reakcji metatezy olefin. Najdokładniejszymi metodami były funkcjonały klasy M06 oraz metoda M05-2X. W drugiej części pracy doktorskiej wykonano badania teoretyczne mechanizmu reakcji aktywacji wybranych katalizatorów typu Grubbsa oraz Hoveydy-Grubbsa. Na podstawie przeprowadzonych obliczeń można prognozować, że spośród wszystkich badanych prekursorów, katalizator Grubbsa modyfikowany 3-bromopirydyną (H2IMes)(3-Br-py)2(Cl)2Ru=CHPh najłatwiej ulega przekształceniu do reaktywnego kompleksu karbenowego. W kolejnej części pracy doktorskiej scharakteryzowano mechanizm reakcji katalizatora Grubbsa drugiej generacji z wybranymi winylosilanami, prowadzący do pierwotnych produktów reakcji metatezy. Na podstawie przeprowadzonych obliczeń można stwierdzić, że skierowaniu reakcji na ścieżkę umożliwiającą powstanie kompleksu rutenu z grupą SiR3 przy węglu karbenowym sprzyja zastosowanie substratów zawierających stosunkowo małe ugrupowania SiR3 o relatywnie silnych właściwościach elektrono-donorowych. W ostatniej części pracy doktorskiej zbadano mechanizm polimeryzacji hydroksyalkilowej pochodnej acetylenu, na przykładzie 3-butyn-2-olu, w obecności modyfikowanego katalizatora typu Grubbsa oraz katalizatora Hoveydy-Grubbsa. Na podstawie uzyskanych wyników można stwierdzić, że w przypadku tych układów katalitycznych mechanizm -addycji jest kinetycznie uprzywilejowany w porównaniu z mechanizmem -addycji.
Ruthenium alkylidene catalysts are most commonly used among the metathesis catalysts. In the first part of dissertation, the performance of various DFT methods in thermochemistry of the reaction catalyzed by ruthenium alkylidene complexes, and in particular to the olefin metathesis reaction, has been investigated. The most accurate methods for reaction with Grubbs second generation catalyst (H2IMes)(PCy3)(Cl)2Ru=CHPh were functionals M06-class and M05-2X. In the second part, theoretical studies of the activation mechanism for selected II generation Grubbs-type and Hoveydy-Grubbs-type catalysts have been performed. Among the examined catalysts, the formation of the active intermediate was most favored in the case of the initiator with 3-bromopyridine ligands (H2IMes)(3-Br-py)2(Cl)2Ru=CHPh. In the next part of the dissertation reactions between the second-generation Grubbs catalyst and trisubstituted vinylsilanes has been theoretically studied. It could be concluded that the use of substrates containing a relatively small SiR3 group with comparatively strong electron donor R, could promote the formation of the ruthenium complex with a SiR3 group bonded to carbene carbon. In the last part of the dissertation, the mechanism of acetylene with hydroxyl group (3-butyn-2-ol) polymerization, in the presence of modified Grubbs catalyst and Hoveydy-Grubbs catalyst, has been examinated. It can be concluded that, in the case of these catalytic systems, -addition mechanism is kinetically favored versus -addition.
