ХАРАКТЕРИСТИКИ ВОДОРОДНОЙ СВЯЗИ И СТРОЕНИЕ Н-КОМПЛЕКСОВ п-н-ПРОПИЛОКСИБЕНЗОЙНОЙ КИСЛОТЫ И п-н-ПРОПИЛОКСИ-п'-ЦИАНОБИФЕНИЛА
Н.И. Гиричева, М.С. Федоров, К.Е. Шпилевая, С.А. Сырбу, О.Ю. Дицина
Ивановский государственный университет, Иваново, Россия
n.i.giricheva@mail.ru
Ключевые слова: жидкие кристаллы, п-н-пропилоксибензойная кислота, п-н-пропилокси-п'-цианобифенил, квантово-химические расчеты, NBO-анализ, конформеры, амплитуды колебаний, Н-комплексы, водородная связь, liquid crystals, p-n-propyloxybenzoic acid, p-n-propyloxy-pВў-cyanobiphenyl, quantum chemical calculations, NBO analysis, conformers, vibrational amplitudes, Н-complexes, hydrogen bond
Страницы: 15-22
Аннотация
Изучены конформационные свойства молекул п-н-пропилоксибензойной кислоты, п-н-пропилокси-п'-цианобифенила (метод DFT/B3LYP/cc-pVTZ), которые при образовании Н-комплексов способны проявлять жидкокристаллические свойства. Установлено, что молекула п-н-пропилоксибензойной кислоты имеет 16 конформеров, которые по величине относительных энергий можно разделить на четыре группы с относительными энергиями 0, 1,6, 6,5, 8,1 ккал/моль, а молекула п-н-пропилокси-п'-цианобифенила - шесть конформеров с относительными энергиями 0 ккал/моль (два конформера, j(Сph-O-C-C)=180°) и 1,6 ккал/моль (четыре конформера, j(Сph-O-C-C)=64,4°). Во всех конформерах молекулы 3-АОЦБ фенильные кольца располагаются под углом 35° относительно друг друга. Конформация с плоским расположением двух колец имеет энергию на 1,5 ккал/моль выше. Определены барьеры внутреннего вращения различных групп и установлено, что структурная нежесткость молекул в основном определяется возможностью вращения фрагмента -C2Н5 вокруг связи C-C. Показано, что с ростом температуры существенно увеличиваются амплитуды колебаний заместителя -OC3H7, которые повышают вероятности переходов между конформерами. Установлено, что п-н-пропилоксибензойная кислота и п-н-пропилокси-п'-цианобифенил способны образовывать Н-комплексы с водородной связью средней силы. Рассмотрено два вида структурной организации Н-комплексов: линейная и ангулярная. В рамках NBO-анализа обсуждается близость энергий Н-комплексов разного строения, которая может являться причиной наличия двух жидкокристаллических субфаз Н-комплексов п-н-пропилоксибензойной кислоты и п-н-пропилокси-п'-цианобифенила.
DOI: 10.15372/JSC20170102 |
