Исследование структурной организации систем на основе п-н-пропилоксикоричной кислоты и немезогенов типа Ph-X-Ph

Лебедев Иван Сергеевич; Бубнова Ксения Евгеньевна; Гиричева Нина Ивановна; Федоров Михаил Сергеевич; Филиппов Иван Андреевич; Сырбу Светлана Александровна

УДК: 544.144, 54-144

ИССЛЕДОВАНИЕ СТРУКТУРНОЙ ОРГАНИЗАЦИИ СИСТЕМ НА ОСНОВЕ п-н-ПРОПИЛОКСИКОРИЧНОЙ КИСЛОТЫ И НЕМЕЗОГЕНОВ ТИПА Ph-X-Ph

И.С. Лебедев, К.Е. Бубнова, Н.И. Гиричева, М.С. Федоров, И.А. Филиппов, С.А. Сырбу

Иван Сергеевич Лебедев, Иван Андреевич Филиппов

Биолого-химический факультет, Ивановский государственный университет, ул. Ермака, 39, Иваново, Российская Федерация, 153025

E-mail: [email protected], [email protected] Ксения Евгеньевна Бубнова

Кафедра физики, Ивановский государственный химико-технологический университет, Шереметевский пр., 7, Иваново, Российская Федерация, 153000 E-mail: [email protected]

Нина Ивановна Гиричева*

Кафедра органической и физической химии, Ивановский государственный университет, ул. Ермака, 39, Иваново, Российская Федерация, 153025 E-mail: [email protected]*

Михаил Сергеевич Федоров, Светлана Александровна Сырбу

Кафедра неорганической и аналитической химии, Ивановский государственный университет, ул. Ермака, 39, Иваново, Российская Федерация, 153025 E-mail: [email protected], [email protected]

Рассмотрены варианты структурной организации систем «мезоген - немезоген», в которых в качествемезогена выступает п-н-пропилоксикоричная кислота (А), а в качестве немезогенов - соединения типа Ph-X-Ph, а именно фенилбензоат (В, где Х = -COO-), азобензол (С, где Х = -N=N-) и N-бензилиденанилин (D, где Х = -CH=N-). Выполнено квантово-хи-мическое моделирование возможных структурных единиц в таких системах. Показано, что все потенциальные Н-комплексы состава A"X(Ph)2 не обладают электронной и геометрической анизотропией и имеют меньшую энергию межмолекулярного взаимодействия, чем циклический димер кислоты А"А. Рассчитанные величины энергии Гиббсареакций комплек-сообразования также свидетельствуют о малой вероятности образования Н-комплексов типа A"X(Ph)2. Отмечено, что «длина» димера A"A соизмерима с удвоенной «длиной» молекул Ph-X-Ph, которые, как и димер кислоты, имеют стержнеобразное строение, благоприятное для образования нематической и смектической ЖК фаз. На основании анализа результатов квантово-химическихрасчетов сделано предположение, что молекулы немезогенов Ph-X-Ph могут встраиваться между циклическими димерами кислоты A"A и способствовать уменьшению межмолекулярных взаимодействий в системе, которое, как правило, приводит к понижению температуры перехода в мезофазу. Предполагаемая структурная организация систем А : Ph-X-Ph подтверждается экспериментальным ИК спектром для аналогичной системы, в котором зарегистрированы полосы, соответствующие частотам колебаний димера кислоты и индивидуальным молекулам алкилоксизамещенного фенилбен-зоата В.

Ключевые слова: жидкие кристаллы, водородная связь, ИК спектроскопия, межмолекулярное взаимодействие, DFT расчеты

STUDY OF STRUCTURAL ORGANIZATION OF SYSTEMS ON BASIS OF p-n-PROPYLOXICINNAMIC ACID AND NONMESOGENES OF Ph-X-Ph TYPE

I.S. Lebedev, K.E. Bubnova, N.I. Giricheva, M.S. Fedorov, I.A. Filippov, S.A. Syrbu

Ivan S. Lebedev, Ivan A. Filippov

Faculty of Biology and Chemistry, Ivanovo State University, Ermak st., 39, Ivanovo, 153025, Russia E-mail: [email protected], [email protected]

Kseniya E. Bubnova

Department of Physics, Ivanovo State University of Chemistry and Technology, Sheremetievskiy ave., 7, 153000, Russia

E-mail: [email protected] Nina I. Giricheva*

Department of Organic and Physical Chemistry, Ivanovo State University, Ermak st., 39, Ivanovo, 153025, Russia E-mail: [email protected]*

Mikhail S. Fedorov, Svetlana A. Syrbu

Department of Inorganic and Analytical Chemistry, Ivanovo State University, Ermak st., 39, Ivanovo, 153025, Russia

E-mail: [email protected], [email protected]

The variants of structural organization in the systems "mesogen - nonmesogen" are considered. The systems contain p-n-propyloxycinnamic acid (A), as a mesogenic component, and non-mesogenic Ph-X-Ph compounds: phenyl benzoate (B, where X = -COO-), azobenzene (C, where X = -N=N-) and N-benzylideneaniline (D, where X = -CH=N-). Quantum-chemical modeling of possible structural units in such systems has been performed. It was shown that all assumed A"X(Ph)2 H-complexes do not have electronic and geometric anisotropy and have a lower intermolecular interaction energy than the cyclic dimer of acid A"A. The calculated values of the Gibbs free energy of complexation reactions also indicate a low probability of the formation ofA"X(Ph)2 type H-complexes. It is noted that the "length" of the A"A dimer is comparable with the doubled "length" of Ph-X-Ph molecules, which, like the acid dimer, have a rod-like structure favorable for the formation of nematic and smectic LC phases. Based on the analysis of the quantum chemical calculations, it was assumed that Ph-X-Ph can be embedded between acid cyclic dimers A"A and can facilitate reduce intermolecular interactions in the system, which reduces the temperature of Cr-LC transitions. The proposed structural organization of systems A: Ph-X-Ph is confirmed by an experimental IR spectrum for a similar system, in which the bands corresponding to the vibra-tional frequencies of the acid dimer and to individual molecules of alkyloxy substituted phenyl benzoate B are recorded.

Key words: liquid crystal, hydrogen bonding, IR spectroscopy, intermolecular interaction, DFT calculations Для цитирования:

Лебедев И.С., Бубнова К.Е., Гиричева Н.И., Федоров М.С., Филиппов И.А., Сырбу С.А. Исследование структурной организации систем на основе п-н-пропилоксикоричной кислоты и немезогенов типа Ph-X-Ph. Изв. вузов. Химия и хим. технология. 2019. Т. 62. Вып. 4. С. 87-94 For citation:

Lebedev I.S., Bubnova K.E., Giricheva N.I., Fedorov M.S., Filippov I.A., Syrbu S.A. Study of structural organization of systems on basis of p-n-propyloxicinnamic acid and nonmesogenes of Ph-X-Ph type. Izv. Vyssh. Uchebn. Zaved. Khim. Khim. Tekhnol. 2019. V. 62. N 4. P. 87-94

ВВЕДЕНИЕ

В настоящее время интерес многих научных групп прикован к созданию, исследованию и применению наноматериалов второго поколения, образующихся при самоорганизации наночастиц в результате специфических взаимодействий, таких как межмолекулярная водородная связь (ВС) [1-6]. Подобные материалы являются альтернативой твердым наноструктурированным материалам, поскольку для них возможны такие способы самоорганизации, которые не реализуются в твердых материалах. Межмолекулярная ВС может возникать в системах, состоящих из замещенных ароматических карбоновых кислот или системах на их основе [1,7-12].

В данной работе рассмотрены системы «мезоген - немезоген», в которых в качестве мезо-гена выступает и-н-пропилоксикоричная кислота (А), а в качестве немезогенов - соединения типа Ph-X-Ph: фенилбензоат (В), азобензол (С) и N-бензилиденанилин (D). В них два фенильных фрагмента соединены между собой функциональной группой - Х (-COO-, -N=N-, -СИ=^), атомы которой могут выступать акцепторами протона, и, тем самым, образовывать Н-комплексы с и-н-про-пилоксикоричной кислотой.

Для определения структурной организации в рассматриваемых системах было использовано сочетание теоретических (квантово-химические расчеты) и экспериментальных (ИК спектроскопия) методов.

ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНАЯ ЧАСТЬ

Квантово-химические расчеты

Методом DFT с функционалом B97-D [13] и базисным набором 6-311++G** [14] (программа Gaussian09 [15]) была выполнена геометрическая оптимизация, рассчитаны частоты колебаний и термодинамические функции исходных соединений: и-н-пропилоксикоричной кислоты (А) и молекул типа Ph-X-Ph (B, C, D), а также Н-комплексов, состава 1:1, и циклического димера кислоты А—А. Рассчитаны энергии межмолекулярного взаимодействия в Н-комплексах.

Получение ИК спектров системы А1 : Bi

Потенциальные молекулярные комплексы состава 1:1 готовили гравиметрическим методом. Для этого смесь веществ Л\ и B1 (где А1 - и-н-про-пилоксибензойная кислота, В\ - и-н-бутилоксифе-нил и'-н-гексилоксибензоат), взятых в молярном соотношении 1:1, гомогенизировали при температуре выше температуры просветления и медленно

охлаждали до полной кристаллизации. Исследуемые соединения А1 и Bi и их эквимолярную смесь Ai:Bi спрессовывали в таблетки с KBr.

Регистрация ИК спектров проводилась с использованием инфракрасного спектрометра с Фурье-преобразованием Nicolet 6700 при комнатной температуре.

РЕЗУЛЬТАТЫ И ИХ ОБСУЖДЕНИЕ

Результаты квантово-химических расчетов

В большинстве случаев ароматические карбоновые кислоты в кристаллическом и ЖК состояниях встречаются в виде циклических димеров с двумя водородными связями [16-21], в то время как в системах, состоящих из смеси карбоновых кислот и молекул - акцепторов протонов, возможны разные варианты структурной организации [22-25].

В рассматриваемых нами системах, состоящих из эквимолярных количеств компонентов А и Ph-X-Ph, возможно образование Н-комплексов типа A"•X(Ph)2 между карбоксильной группой кислоты и атомами группы Х немезогена или образование системы, состоящей из циклических диме-ров и-н-пропилоксикоричной кислоты А -А и отдельных молекул Ph-X-Ph.

На первом этапе была выполнена оптимизация геометрического строения и расчет частот колебаний отдельных молекул кислоты А и соединений Б, C и D.

Сравнение геометрических параметров свободных молекул Б, C и D (DFT/B97D/6-311++G**) и их параметров в кристаллах [26-29] показывает, что большинство рассчитанных геометрических параметров близко к их экспериментальным значениям. Данный факт обусловлен тем, что расстояние между ближайшими атомами соседних молекул в кристаллах Б, C и D довольно велико (~ 3 А) и, как следствие, влияние, которое оказывают друг на друга соседние молекулы, не вносит существенных изменений в их структурные характеристики, а использованный метод расчета адекватно описывает строение молекул рассматриваемых соединений.

На втором этапе нами выполнено моделирование строения Н-комплексов, которые могут образоваться в системах A:Ph-X-Ph состава 1:1.

Геометрическая конфигурация предполагаемых Н-комплексов показана на рис. 1 и 2.

На рис. 1 представлены молекулярные комплексы с водородными связями типа О-Н—О. Комплекс А -А - это циклический димер кислоты с двумя ВС. В системе А: В возможно образование

двух разных Н-комплексов: комплекса (А—В)1, в котором ВС образуется между атомом водорода карбоксильной группы кислоты А и гидроксиль-ным атомом кислорода молекулы В (рис. 1, (А-ВЪ), и комплекса (А-ВЪ с ВС, включающей в качестве акцептора водорода (Ас) карбонильный атом кислорода молекулы В (рис.1, (А"3)2).

(A"B)2

Рис. 1. Геометрическое строение Н-комплексов А--А, (A—B)i, (A-B> Fig. 1. The geometric structure of A--A, (A—B)i, (A-^B)2 H-com-plexes

На рис. 2 показаны комплексы А -С и А - D с водородными связями типа О-Н-N, которые образуются при взаимодействии атома водорода карбоксильной группы кислоты A и атома азота (Ас), входящего в состав мостиковых групп исходных соединений (-N=N-) для С и (-CH=N-) для D (рис. 2), соответственно.

Каламитные ЖК должны содержать структурные единицы с выраженной анизотропией геометрических и электронных характеристик. В табл. 1 представлены элементы тензора поляризуемости axx, ayy, azz и геометрические характеристики предполагаемых Н-комплексов и исходных молекул.

А-D

Рис. 2. Геометрическое строение Н-комплексов А--С и A--D Fig. 2. The geometric structure of A--C и A--D H-complexes

Таблица 1

Геометрические и электронные характеристики Н-комплексов A"^A, (A^B)1, (A"^B)2, A^C, A^D и их

составляющих Table 1. Geometric and electronic characteristics of H-complexes A^A, (A"^B)1, (A^B)2, A"^C, A"^D and their

Соединения и Н-ком-плексы axx ayy azz Длина, l, Â Ширина, d, Â l/d

Â3

A 313 156 95 12,6 4,5 2,8

B 242 145 107 11,3 4,5 2,5

C 339 159 83 11,3 4,6 2,5

D 314 155 96 11,4 4,4 2,6

A—А 719 300 187 28,3 4,32 6,6

(A—B)\ 481 339 265 18,5 10,5 1,7

(A"B)2 549 265 254 20,6 7,0 2,9

A-C 497 428 238 19,0 10,8 1,8

A—D 498 408 245 18,0 11,4 1,6

Наибольшие значения поляризуемости наблюдаются вдоль оси х, направление которой в Н-комплексах совпадает с направлением длинной оси молекулы кислоты.

Н-комплексы типа (A•••B)l, (A•••B)2, A•••C и A•••D имеют близкие по значению тензоры поляризуемости вдоль двух осей. Лишь димер A•••A имеет ярко выраженную анизотропию как электронной

поляризуемости, так и геометрического строения (рис. 1, A—A, табл. 1, отношение l/d), в отличие от остальных Н-комплексов.

Прочность межмолекулярной ВС в мезо-генных комплексах в значительной степени влияет на термостабильность и интервал существования мезофазы.

В табл. 2 представлены энергии межмолекулярного взаимодействия Еммв, изменение энергии Гиббса при образовании Н-комплексов, а также основные геометрические параметры, характеризующие ВС в комплексах A—A, (A—B)i, (A"B)2, A"C и A"D.

Таблица 2

Энергии межмолекулярного взаимодействия и основные характеристики межмолекулярной ВС в H-комплексах

Table 2. Intermolecular interaction energies and main characteristics of intermolecular hydrogen bonds in H-

H- комплексы E ккал/моль r(H-Ac), A r(O-H), A O-H-X, град. AG°298, ккал/моль

A-Á 20,5 1,637 1,011 177,6 -4,2

(A-B)i 7,6 1,922 0,980 164,2 5,2

A"B)2 10,4 1,829 0,985 175,8 2,6

A-C 10,5 1,782 1,004 175,4 3,2

A-D 12,7 1,780 1,007 163,7 1,3

высокую вероятность образования димеров A•A в двухкомпонентных системахА В, А:С, А.D. В этом случае перечисленные системы будут состоять из димеров A■■A и молекул компонентов (А, В, D) в соотношении 1:2.

Для подтверждения этой гипотезы нами были получены колебательные ИК спектры системы п-н-пропилоксибензойная кислота (А1) : п-н-бутилоксифенил и'-н-гексилоксибензоат (В1).

Анализ ИК спектров системы А1 : В1

На рис. 3 представлен фрагмент ИК спектра для системы А1 : В1. В этой системе возможно как образование Н-комплексов типа А1—В1, так и образование циклического димера кислоты А1—А1, которые по строению аналогичны комплексам А---В и А--А (рис. 1). Дополнительные квантово-химиче-ские расчеты показали, что ни наличие заместителей в молекуле В¡, ни замена и-н-пропилоксико-ричной кислоты А на п-н-пропилоксибензойную кислоту А1 не влияют на геометрические и энергетические параметры межмолекулярных ВС. Более того, ИК спектры замещенных коричных и бензойных кислот имеют одинаковые особенности в области валентных колебаний vst(O-H) и vst(C=O), свойственные для водородных связей циклического фрагмента (-СООН)2.

Энергия межмолекулярного взаимодействия (Еммв) рассчитывалась как разность полных электронных энергий комплекса (с оптимизированной геометрией) и энергий составляющих его молекул с их геометрией в комплексе (вариант Single Point).

Наиболее прочные ВС образуются в димере кислоты, который имеет большую величину Еммв, наиболее короткое межъядерное расстояние r(H-Ac) и наиболее длинную связь r(O-H) (табл. 2).

Энергия Гиббса AG°298 процесса комплек-сообразования в газовой фазе (табл. 2) определялась на основе рассчитанных величин Go298 участников процесса с оптимизированной геометрией. Несмотря на то, что величины AG°298 рассчитаны для процессов в газовой фазе, они могут быть использованы для оценки относительной термодинамической вероятности процессов комплексообра-зования в конденсированных фазах. Видно, что чем сильнее энергия межмолекулярного взаимодействия, тем ниже величина AG°298.

Данные табл. 1 и 2 позволяют заключить, что результаты квантово-химических расчетов указывают на малую вероятность образования Н-комплексов типа (A-B)i, (A--B)2, A—C, A-D и

v, см

Рис. 3. Фрагмент ИК спектра для системы Ai : Bi Fig. 3. Fragment of IR spectrum of Ai : Bi system

Полоса с максимумом при 2965 смл соответствует валентным колебаниям связей С-Н фе-нильных фрагментов, а полосы поглощения в диапазоне 2850-2930 смл - валентным колебаниям связей С-Н заместителей -OCnH2n+i в кислоте А1 и замещенном фенилбензоате В1.

В спектре видны два пика (2650 см-1 и 2540 см-1), характерные для циклических димеров ароматических карбоновых кислот [1, 7-12], и отнесенные нами к симметричным и антисимметричным ангармоническим колебаниям Vst(O-H) связей, вовлеченных в образование ВС. В ИК спектре замещенного фенилбензоата Bi подобные пики не наблюдаются.

Широкая полоса при « 2020 см-1 указывает на наличие следов воды в кристаллическом образце системы Ai : Bi.

Полоса при 1729 см-1 относится к валентному колебанию Vst(C=O) эфирной группы молекулы Bi, а полоса при 1675 см-1 относится к смешанному колебанию [v(C=O) + S(C-O-H)] двух групп -СООН в циклическом димере Ai—Ai. Полосы в диапазоне 1600-1500 см-1 соответствуют валентным колебаниям v(C-C) и деформационным колебаниям S(C-C-H) в фенильных фрагментах димера AfAi и молекулы Bi.

Таким образом, полученный ИК спектр указывает на наличие димеров кислоты и молекул Bi в системе Ai : Bi и подтверждает предположение, сделанное на основании результатов кван-тово-химических расчетов для рассмотренных систем А:Д A:C и A:D (рис. 1 и 2).

Возможная структурная организация в системах «я-н-пропилоксикоричная кислота : не-мезогены типа Ph-X-Ph»

Предложена следующая структурная организация систем на основе и-н-пропилоксикорич-ной кислоты и немезогенов типа Ph-X-Ph: димер и-н-пропилоксикоричной кислоты A--A и отдельные молекулы типа Ph-X-Ph в соотношении 1:2.

Следует отметить, что «длина» димера A--A соизмерима с удвоенной «длиной» молекул производных бифенила (табл. 1), которые, как и димер кислоты, имеют стержнеобразное строение, благоприятное для образования нематической фазы.

iНе можете найти то, что вам нужно? Попробуйте сервис подбора литературы.

Соразмерность длины димера кислоты с удвоенной длиной компонента Ph-X-Ph может способствовать возникновению разных типов не-матических мезофаз, характеризующихся различными текстурами (рис. 4).

Молекулы различных компонентов Ph-X-Ph, рассмотренных в настоящей работе, могут встраиваться между циклическими димерами кислоты A—A и способствовать ослаблению межмолекулярных взаимодействий в системе, которое, как правило, способствует понижению температуры перехода в мезофазу.

Нематик 2 Нематик 3 Н-комплексы

А "А: 2X(Ph)2 А А : 2X(Ph)2 A •X(Ph)2

Рис. 4. Возможные варианты упаковки молекул в ЖК фазе, ди-меры кислоты А-А показаны серым цветом, компонент Ph-X-Ph - черным цветом. Схема справа показывает, что на основе Н-ком-

плексов типа A-X(Ph)2 образование ЖК фазы маловероятно Fig. 4. Possible variants of molecular packing in the LC phase, acid di-

mers are shown with gray, the Ph-X-Ph component is shown with black. The scheme on the right shows that the formation of LC phases

on the basis of H-complexes A"X(Phfc is doubtful

ВЫВОДЫ

Методом DFT с функционалом B97-D и базисным набором 6-311++G** проведена геометрическая оптимизация молекул и-н-пропилоксико-ричной кислоты (А) и молекул немезогенов: фенилбензоата (В), азобензола (С) и N-бензилидена-нилина (D), а также Н-комплексов «кислота-немезо-ген» состава 1:1. Рассчитаны геометрические (l, d, l/d) и электронные (axx ayy, azz) характеристики комплексов. Показано, что комплексы типа A-X-(Ph)2, в отличие от циклического димера кислоты А-А, не обладают геометрической и электронной анизотропией.

Рассчитаны параметры, характеризующие водородную связь (r(H—Ac), r(O-H), Еммв.) в молекулярных комплексах. Показано, что ВС в димер-ном комплексе A--A значительно прочнее, чем в комплексах типа А—X(Ph)2.

Выполнен анализ экспериментальных ИК спектров системы, состоящей из алкилоксизаме-щенных бензойной кислоты А1 и фенилбензоата В1. Показано, что в системе присутствуют циклические димеры кислоты и индивидуальные молекулы В1.

На основании результатов квантово-хими-ческого моделирования и данных ИК спектроскопии предложена следующая структурная организация систем «и-н-пропилоксикоричная кислота : не-мезогены типа Ph-X-Ph»: димер и-н-пропилокси-коричной кислоты А -А и индивидуальные молекулы немезогена Ph-X-Ph в соотношении 1:2.

Работа выиолнена ири финансовой иод-держке Министерства образования и науки РФ (ГЗ, ироект №4.7121.2017/8.9).

ЛИТЕРАТУРА

1. Kato T., Mizoshita N., Kishimoto K. Functional liquid-crystalline assemblies: self-organized soft materials. Angew. Chem. Int. Ed. 2006. V. 45. P. 38-68. DOI: i0.i002/anie.20050i384.

2. Dierking I. Nanomaterials in liquid crystals. Basel: MDPI. 20i8. i60 p.

3. Roohnikan M., Toader V., Rey A., Reven L. Hydrogen-bonded liquid crystal nanocomposites. Langmuir. 20i6. V. 32. N 33. P. 8442-8450. DOI: i0.i02i/acs.langmuir.6b02256.

4. Katranchev B., Petrov M., Keskinova E., Naradikian H., Rafailov P.M., Dettlaff-Weglikowska U., Spassov T. Liquid crystal nanocomposites produced by mixtures of hydrogen bonded achiral liquid crystals and functionalized carbon nanotubes. J. Phys.: Conf. Ser. 20i4. V. 558. P. 0i2024. DOI: i0.i088/i742-6596/558/i/0i2024.

5. Nickmans K., Jansma S.O., Hey D., Velpula G., Teyssandier J., De Feyter S., Schenning A.P.H.J. Hydrogen-bonded siloxane liquid crystals for hybrid nanomaterials. Helv. Chim. Acta. 20i8. V. i0i. P. ei800i30. DOI: i0.i002/hlca.20i800i30.

6. Органические и гибридные наноматериалы: получение и перспективы применения. Под ред. В.Ф. Разумова, М.В. Клюева. Иваново: Иван. гос. ун-т. 20i7. 5i6 c.

7. Kang Y.-S., Zin W.-Ch. Liquid crystalline behaviour of hydrogen-bonded complexes of alkoxycinnamic acids with oc-tyloxystilbazole. Liq. Cryst. 2002. V. 29. N 3. P. 369-375. DOI: i0.i 080/02678290 П0П3847.

8. Okumu$ M. Synthesis and characterization of hydrogen bonded liquid crystalcomplexes by 4-octyloxy benzoic acid and some di-carboxylic acids. J. Molec. Liq. 20i8. V. 266. P. 529-534. DOI: i0.i0i6/j .molliq.20i8.06.iii.

9. Pal K., Madhu Mohan M.L.N., Zhan B., Wang G. Design, synthesis and application of hydrogen bonded smectic liquid crystals matrix encapsulated ZnO nanospikes. J. Mater. Chem. C. 20i5. V. 3. P. ii907-ii9i7.DOI: i0.i039/c5tc02436f.

10. Arakawa Y., Sasaki Y., Tsuji H. Novel Hydrogen-bonded Liquid Crystalline Complexes between 4-Alkylthiobenzoic Acids and 4-Phenylpyridine. Chem. Lett. 20i7. V. 46. P. i657-i659. DOI: i0.i246/cl.i70745.

11. Гиричева Н.И., Федоров М.С., Сырбу С.А., Шпилевая К.Е., Чернова Е.М., Киселёв М.Р. Водородосвязан-ные комплексы 4,4'-бипиридила и его производных с 4-н-пропилоксикоричной кислотой: структура и энергетика. Жидк. крист. и их практ. использ. 2017. Т. 17. N° 4. С. 41-48. DOI: i0.i8083/LCAppl.20i7.4.4i.

12. Fedorov M.S., Giricheva N.I., Shpilevaya K.E., Lapykina E.A., Syrbu S.A. Potential mesogens based on pyridine derivatives: The geometric structure, conformational properties and characteristics of intermolecular hydrogen bonds. J. Molec. Struct. 20i7. V. ii32. P. 50-55. DOI: i0.i0i6/j.molstruc.20i6.i0.094.

13. Grimme S. Semiempirical GGA-type density functional constructed with a long-range dispersion correction. J. Comp. Chem. 2006. V. 27. P. i787-i799. DOI: i0.i002/jcc.20495.

14. McLean A.D., Chandler G.S. Contracted Gaussian basis sets for molecular calculations. I. Second row atoms, Z=ii-i8. J. Chem. Phys. i980. V. 72. P. 5639-5648. DOI: i0.i063/i.438980.

15. Frisch M.J., Trucks G.W., Schlegel H.B., Scuseria G.E., Robb M.A., Cheeseman J.R., Scalmani G., Barone V., Mennucci B., Petersson G.A., Nakatsuji H., Caricato M., Li X., Hratchian H.P., Izmaylov A.F., Bloino J., Zheng G., Sonnenberg J.L., Hada M., Ehara M., Toyota K., Fukuda R., Hasegawa J., Ishida M., Nakajima T., Honda Y., Kitao O., Nakai H., Vreven T., Montgomery J.A., Peralta J.E., Ogliaro F., Bearpark M., Heyd J.J., Brothers E., Kudin K.N., Staroverov V.N., Koba-yashi R., Normand J., Raghavachari K., Rendell A., Burant

REFERENCES

1. Kato T., Mizoshita N., Kishimoto K. Functional liquid-crystalline assemblies: self-organized soft materials. Angew. Chem. Int. Ed. 2006. V. 45. P. 38-68. DOI: 10.1002/anie.200501384.

2. Dierking I. Nanomaterials in liquid crystals. Basel: MDPI. 2018. 160 p.

3. Roohnikan M., Toader V., Rey A., Reven L. Hydrogen-bonded liquid crystal nanocomposites. Langmuir. 2016. V. 32. N 33. P. 8442-8450. DOI: 10.1021/acs.langmuir.6b02256.

4. Katranchev B., Petrov M., Keskinova E., Naradikian H., Rafailov P.M., Dettlaff-Weglikowska U., Spassov T. Liquid crystal nanocomposites produced by mixtures of hydrogen bonded achiral liquid crystals and functionalized carbon nano-tubes. J. Phys.: Conf. Ser. 2014. V. 558. P. 012024. DOI: 10.1088/1742-6596/558/1/012024.

5. Nickmans K., Jansma S.O., Hey D., Velpula G., Teyssandier J., De Feyter S., Schenning A.P.H.J. Hydrogen-bonded siloxane liquid crystals for hybrid nanomaterials. Helv. Chim. Acta. 2018. V. 101. P. e1800130. DOI: 10.1002/hlca.201800130.

6. Razumov V.F., Klyuev M.V. Organic and hybrid nanomaterials: production and prospects of application. Ivanovo: Ivan. gos. un-t. 2017. 516 p. (in Russian)

7. Kang Y.-S., Zin W.-Ch. Liquid crystalline behaviour of hydrogen-bonded complexes of alkoxycinnamic acids with oc-tyloxystilbazole. Liq. Cryst. 2002. V. 29. N 3. P. 369-375. DOI: 10.1080/02678290110113847.

8. Okumu$ M. Synthesis and characterization of hydrogen bonded liquid crystalcomplexes by 4-octyloxy benzoic acid and some di-carboxylic acids. J. Molec. Liq. 2018. V. 266. P. 529-534. DOI: 10.1016/j .molliq.2018.06.111.

9. Pal K., Madhu Mohan M.L.N., Zhan B., Wang G. Design, synthesis and application of hydrogen bonded smectic liquid crystals matrix encapsulated ZnO nanospikes. J. Mater. Chem. C. 2015. V. 3. P. 11907-11917. DOI: 10.1039/c5tc02436f.

10. Arakawa Y., Sasaki Y., Tsuji H. Novel Hydrogen-bonded Liquid Crystalline Complexes between 4-Alkylthiobenzoic Acids and 4-Phenylpyridine. Chem. Lett. 2017. V. 46. P. 1657-1659. DOI: 10.1246/cl.170745.

11. Giricheva N.I, Fedorov M.S., Surby S.A., Shpilevaya K.E., Chernova E.M., Kiselev M.R. Hydrogen-bonded complexes of 4,4'-bipyridyl and its derivatives with 4-n-propyloxycinnamic acid: structure and stability. Liq. Cryst. and their Appl. 2017. V. 17. N 4. P. 41-48 (in Russian). DOI: 10.18083/LCAppl.2017.4.41.

12. Fedorov M.S., Giricheva N.I, Shpilevaya K.E., Lapykina E.A., Syrbu S.A. Potential mesogens based on pyridine derivatives: The geometric structure, conformational properties and characteristics of intermolecular hydrogen bonds. J. Molec. Struct. 2017. V. 1132. P. 50-55. DOI: 10.1016/j.molstruc.2016.10.094.

13. Grimme S. Semiempirical GGA-type density functional constructed with a long-range dispersion correction. J. Comp. Chem. 2006. V. 27. P. 1787-1799. DOI: 10.1002/jcc.20495.

14. McLean A.D., Chandler G.S. Contracted Gaussian basis sets for molecular calculations. I. Second row atoms, Z=11-18. J. Chem. Phys. 1980. V. 72. P. 5639-5648. DOI: 10.1063/1.438980.

15. Frisch M.J., Trucks G.W., Schlegel H.B., Scuseria G.E., Robb M.A., Cheeseman J.R., Scalmani G., Barone V., Mennucci B., Petersson G.A., Nakatsuji H., Caricato M., Li X., Hratchian H.P., Izmaylov A.F., Bloino J., Zheng G., Sonnenberg J.L., Hada M., Ehara M., Toyota K., Fukuda R., Hasegawa J., Ishida M., Nakajima T., Honda Y., Kitao O., Nakai H., Vreven T., Montgomery J.A., Peralta J.E., Ogliaro F., Bearpark M., Heyd J.J., Brothers E., Kudin K.N., Staroverov V.N., Koba-yashi R., Normand J., Raghavachari K., Rendell A., Burant J.C., Iyengar S.S., Tomasi J., Cossi M., Rega N., Millam J.M.,

J.C., Iyengar S.S., Tomasi J., Cossi M., Rega N., Millam J.M., Klene M., Knox J.E., Cross J.B., Bakken V., Adamo C., Jara-millo J., Gomperts R., Stratmann R.E., Yazyev O., Austin A.J., Cammi R., Pomelli C., Ochterski J.W., Martin R.L., Morokuma K., Zakrzewski V.G., Voth G.A., Salvador P., Dannenberg J.J., Dapprich S., Daniels A.D., Farkas O., For-esman J.B., Ortiz J.V., Cioslowski J., Fox D.J. Gaussian Inc., Wallingford CT 2009, 2009.

16. Florio G.M., Zwier T.S., Myshakin E.M., Jordan K.D., Sibert E.L. Theoretical modeling of the O-H stretch infrared spectrum of carboxylic acid dimers based on first-principles anharmonic couplings. J. Chem. Phys. 2003. V. 118. N 4. P. 1735-1746. DOI: 10.1063/1.1530573.

17. Chamma D, Henri-Rousseau O. IR theory of weak H-bonds: Davydov coupling, Fermi resonances and direct relaxations. I. Basis equations within the linear response theory. Chem. Phys. 1999. V. 248. N 1. P. 53-70. DOI: 10.1016/S0301-0104(99)00235-9.

18. Marechal Y., Witkowski A. Infrared spectra of H-bonded systems. J. Chem. Phys. 1968. V. 48. N 8. P. 3697-3705. DOI: 10.1063/1.1669673.

19. Marechal Y. IR spectra of carboxylic acids in the gas phase: A quantitative reinvestigation. J. Chem. Phys. 1987. V. 87. N 11. P. 6344-6353. DOI: 10.1063/1.453464.

20. Wojcik M.J., Hirakwawa A.Y., Tsuboi M. Ab initio calculation of cubic force constants in formamide monomer, formamide di-mer, formic acid dimer and their D, D2 and D4 derivatives. An estimation of Fermi resonance and intra-intermolecular coupling. Internal J. Quant. Chem.: Quant. Biol. Symp. 1986. V. 13. P. 133-142. DOI: 10.1002/qua.560300814.

21. Yaremko A.M., Ratajczak H., Barnes A.J., Baran J., Durlak P., Latajka Z. Fermi resonance and strong anharmonic effects in the absorption spectra of the m-OH (m-OD) vibration of solid Hand D-benzoic acid. Chem. Phys. 2009. V. 364. N 1. P. 51-63. DOI: 10.1016/j.chemphys.2009.08.011.

22. Parra M., Hidalgo P., Alderete J. New supramolecular liquid crystals induced by hydrogen bonding between pyridyl-1,2,4-oxadia-zole derivatives and 2,5-thiophene dicarboxylic acid. Liq. Cryst. 2005. V. 32. N 4. P. 449-455. DOI: 10.1080/02678290500075142.

23. Johnson S.L., Rumon K.A. Infrared spectra of solid 1: 1 pyridine-benzoic acid complexes; the nature of the hydrogen bond as a function of the acid-base levels in the complex. J. Phys. Chem. 1965. V. 69. N 1. P. 74-86. DOI: 10.1021/j100885a013.

24. Kang Y.-S., Kim H., Zin W.-Ch. Phase behaviour of hydrogen-bonded liquid crystalline complexes of alkoxycinnamic acids with 4,4'-bipyridine. Liq. Cryst. 2001. V. 28. N 5. P. 709-715. DOI: 10.1080/02678290010025855.

25. Ebenezer S., Muthiah P.T. Supramolecular architectures in the co-crystals involving carboxylic acids and 1,2-bis(4-pyridyl)ethane, an extended bipyridyl type ligand. J. Mol. Struc. 2011. V. 990. P. 281-289. DOI: 10.1016/j.molstruc.2011.02.004.

26. Cambridge Crystallographic Date Centre (CCDC): http://www.ccdc.com.ac.uk.

27. Dey D., Chopra D. Evaluation of the role of isostructurality in fluorinated phenyl benzoates. Cryst. Growth Des. 2017. V. 17. N 10. P. 5117-5128. DOI: 10.1021/acs.cgd.7b00421.

28. Harada J., Harakawa M., Ogawa K. Torsional vibration and central bond length of N-benzylideneanilines. Acta Cryst. 2004. B60. P. 578-588. DOI: 10.1107/S0108768104016532.

29. Harada J., Ogawa K. X-ray diffraction analysis of nonequilib-rium states in crystals: observation of an unstable conformer in flash-cooled crystals. J. Am. Chem. Soc. 2004. V. 126. N 11. P. 3539-3544. DOI: 10.1021/ja038203l.

Klene M., Knox J.E., Cross J.B., Bakken V., Adamo C., Jara-millo J., Gomperts R., Stratmann R.E., Yazyev O., Austin A.J., Cammi R., Pomelli C., Ochterski J.W., Martin R.L., Morokuma K., Zakrzewski V.G., Voth G.A., Salvador P., Dannenberg J-J-, Dapprich S., Daniels A.D., Farkas O., For-esman J.B., Ortiz J.V., Cioslowski J., Fox D.J. Gaussian Inc., Wallingford CT 2009, 2009.

16. Florio G.M., Zwier T. S., Myshakin E.M., Jordan K.D., Sibert E.L. Theoretical modeling of the O-H stretch infrared spectrum of carboxylic acid dimers based on first-principles anharmonic couplings. J. Chem. Phys. 2003. V. 118. N 4. P. 1735-1746. DOI: 10.1063/1.1530573.

17. Chamma D, Henri-Rousseau O. IR theory of weak H-bonds: Davydov coupling, Fermi resonances and direct relaxations. I. Basis equations within the linear response theory. Chem. Phys. 1999. V. 248. N 1. P. 53-70. DOI: 10.1016/S0301-0104(99)00235-9.

18. Marechal Y., Witkowski A. Infrared spectra of H-bonded systems. J. Chem. Phys. 1968. V. 48. N 8. P. 3697-3705. DOI: 10.1063/1.1669673.

19. Marechal Y. IR spectra of carboxylic acids in the gas phase: A quantitative reinvestigation. J. Chem. Phys. 1987. V. 87. N 11. P. 6344-6353. DOI: 10.1063/1.453464.

20. Wojcik M.J., Hirakwawa A.Y., Tsuboi M. Ab initio calculation of cubic force constants in formamide monomer, formamide dimer, formic acid dimer and their D, D2 and D4 derivatives. An estimation of Fermi resonance and intra-intermolecular coupling. Internat. J. Quant. Chem.: Quant. Biol. Symp. 1986. V. 13. P. 133-142. DOI: 10.1002/qua.560300814.