Научная статья на тему 'СИНТЕЗ И МЕЗОМОРФИЗМ N-ФЕНИЛМЕТИЛЕН-4-(7-ЦИКЛО-ГЕПТА-1,3,5-ТРИЕНИЛ)АНИЛИНОВ'

СИНТЕЗ И МЕЗОМОРФИЗМ N-ФЕНИЛМЕТИЛЕН-4-(7-ЦИКЛО-ГЕПТА-1,3,5-ТРИЕНИЛ)АНИЛИНОВ Текст научной статьи по специальности «Химические науки»

CC BY
43
15
i Надоели баннеры? Вы всегда можете отключить рекламу.
Ключевые слова
СИНТЕЗ / SYNTHESIS / МЕЗОМОРФНЫЕ СВОЙСТВА / MESOMORPHIC PROPERTIES / КАЛАМИТНЫЕ МЕЗОГЕНЫ / CALAMITIC MESOGENS / АЗОМЕТИНЫ / N-ФЕНИЛМЕТИЛЕН-4-(ЦИКЛОГЕПТА-1 / 5-ТРИЕНИЛ)АНИЛИНЫ / AZOMETINES / N-ARYLMETHYL-4-(7-CYCLOHEPTA-1 / 5-TRIENYL)ANILINES

Аннотация научной статьи по химическим наукам, автор научной работы — Эсенбаева Виктория Викторовна, Смирнова Антонина Игоревна, Усольцева Надежда Васильевна, Юнникова Лидия Петровна, Акентьева Татьяна Анатольевна

С целью изучения влияния вариации концевого циклического заместителя на мезоморфные свойства каламитных мезогенов ряда азометинов синтезировано шесть новых соединений, в том числе три представителя гомологического ряда п-алкоксизамещенных N-фенилметилен-4-(циклогепта-1,3,5-триенил)анилина, одно соединение с 3,5-диметокси-замещением и соединение с симметричным терминальным замещением циклогептатриеновыми фрагментами; исследован их мезоморфизм. Полученные соединения охарактеризованы методами элементного анализа, ЯМР 1Н-спектроскопии и масс-спектрометрии. Монокристалл одного из соединений использован для выполнения рентгеноструктурного анализа. Мезоморфные свойства изучены методами оптической поляризационной термомикроскопии и дифференциальной сканирующей калориметрии. Показано, что из шести синтезированных соединений четыре обладают мезоморфными свойствами. Проведен сравнительный анализ мезоморфизма синтезированных соединений с изученными ранее аналогами, содержащими другие терминальные циклические фрагменты. Установлено, что замена фенильного или циклогептильного фрагмента на циклогептатриеновый приводит к значительному изменению мезоморфных свойств.

i Надоели баннеры? Вы всегда можете отключить рекламу.

Похожие темы научных работ по химическим наукам , автор научной работы — Эсенбаева Виктория Викторовна, Смирнова Антонина Игоревна, Усольцева Надежда Васильевна, Юнникова Лидия Петровна, Акентьева Татьяна Анатольевна

iНе можете найти то, что вам нужно? Попробуйте сервис подбора литературы.
i Надоели баннеры? Вы всегда можете отключить рекламу.

SYNTHESIS AND MESOMORPHISM OF N-PHENYLMETYLENE-4(7-CYCLOHEPTA-1,3,5-TRIENYL)ANILINES

To study the effect of variation of the terminal cyclic substituent on mesomorphic properties of calamitic azomethines mesogens six new compounds, including three homologues of p-alkoxy-substituted N-phenylmethylene-4-(cyclohepta-1,3,5-trienyl)aniline, one compound with 3,5-dimethoxy substitution and a compound with symmetrical terminal substitution by cycloheptatrienyl fragments were synthesized. The obtained compounds were characterized by elemental analysis, 1H NMR spectroscopy and mass spectrometry. The single crystal of one of the compounds was used to perform X-ray analysis. Mesomorphic properties were studied by optical polarization thermomicroscopy and differential scanning calorimetry. It was shown that four of the six synthesized compounds possess mesomorphic properties. A comparative analysis of mesomorphism of the synthesized compounds with previously studied analogues containing other terminal cyclic moieties was performed. It was found that the substitution of the phenyl or cycloheptyl fragments by the cycloheptatrienyl fragment leads to a significant change of mesomorphic properties.

Текст научной работы на тему «СИНТЕЗ И МЕЗОМОРФИЗМ N-ФЕНИЛМЕТИЛЕН-4-(7-ЦИКЛО-ГЕПТА-1,3,5-ТРИЕНИЛ)АНИЛИНОВ»

УДК 547:304.2:386; 532.783

В. В. Эсенбаева1, А. И. Смирнова2, Н. В. Усольцева2, Л. П. Юнникова1, Т. А. Акентьева1

СИНТЕЗ И МЕЗОМОРФИЗМ ^ФЕНИЛМЕТИЛЕН-4-(7-ЦИКЛОГЕПТА-1,3,5-ТРИЕНИЛ)АНИЛИНОВ

1 Пермская государственная сельскохозяйственная академия им. акад. Д. Н. Прянишникова ул. Петропавловская, д. 23, 614000 Пермь, Россия. E-mail: yunnikova@yahoo.com 2НИИ наноматериалов Ивановского государственного университета ул. Ермака, д. 39, 153025 Иваново, Россия. E-mail: nv_usoltseva@mail.ru

С целью изучения влияния вариации концевого циклического заместителя на мезоморфные свойства каламитных мезогенов ряда азометинов синтезировано шесть новых соединений, в том числе три представителя гомологического ряда п-алкоксизамещенных Ы-фенилметилен-4-(циклогепта-1,3,5-триенил) анилина, одно соединение с 3,5-диметокси-замещением и соединение с симметричным терминальным замещением циклогептатриеновыми фрагментами; исследован их мезоморфизм. Полученные соединения охарактеризованы методами элементного анализа, ЯМР 1Н-спектроскопии и масс-спектрометрии. Монокристалл одного из соединений использован для выполнения рентгеноструктурного анализа. Мезоморфные свойства изучены методами оптической поляризационной термомикроскопии и дифференциальной сканирующей калориметрии. Показано, что из шести синтезированных соединений четыре обладают мезоморфными свойствами. Проведен сравнительный анализ мезоморфизма синтезированных соединений с изученными ранее аналогами, содержащими другие терминальные циклические фрагменты. Установлено, что замена фенильного или циклогептильного фрагмента на циклогептатриеновый приводит к значительному изменению мезоморфных свойств.

Ключевые слова: синтез, мезоморфные свойства, каламитные мезогены, азометины, N-фенилметилен-4-(циклогепта-1,3,5-триенил)анилины.

V. V. Esenbaeva1, А. I. Smirnova2, N. V. Usol'tseva2, L. P. Yunnikova1, Т. А. Akent'eva1

SYNTHESIS AND MESOMORPHISM OF N-PHENYLMETYLENE-4-(7-CYCLOHEPTA-1,3,5-TRIENYL)ANILINES

1Pryanishnikov Perm State Agricultural Academy, Petropavlovskaya str., 23, 614000 Perm, Russia. E-mail: yunnikova@yahoo.com 2Nanomaterials Research Institute, Ivanovo State University Ermak str., 37/7, 153025 Ivanovo, Russia. E-mail: nv_usoltseva@mail.ru

To study the effect of variation of the terminal cyclic substituent on mesomorphic properties of calamitic azomethines mesogens six new compounds, including three homologues of p-alkoxy-substituted N-phenylmethylene-4-(cyclohepta-1,3,5-trienyl)aniline, one compound with 3,5-dimethoxy substitution and a compound with symmetrical terminal substitution by cycloheptatrienyl fragments were synthesized. The obtained compounds were characterized by elemental analysis, 1H NMR spectroscopy and mass spectrometry. The single crystal of one of the compounds was used to perform X-ray analysis. Mesomorphic properties were studied by optical polarization thermomicroscopy and differential scanning calorimetry. It was shown that four of the six synthesized compounds possess mesomorphic properties. A comparative analysis of mesomorphism of the synthesized compounds with previously studied analogues containing other terminal cyclic moieties was performed. It was found that the substitution of the phenyl or cycloheptyl fragments by the cycloheptatrienyl fragment leads to a significant change of mesomorphic properties.

Key words: synthesis, mesomorphic properties, calamitic mesogens, azometines, N-arylmethyl-4-(7-cyclohepta-1,3,5-trienyl)anilines.

© Эсенбаева В. В., Смирнова А. И., Усольцева Н. В., Юнникова Л. П., Акентьева Т. А., 2015

Введение

Проявление стерического эффекта заместителей в формировании мезофаз каламитными молекулами является одним из ключевых вопросов при исследовании фундаментальных проблем взаимосвязи между их химическим строением, надмолекулярной организацией и свойствами [13]. При всем многообразии терминальных заместителей, для каламитных мезогенов оказался не полностью исследован вопрос влияния типа циклического заместителя у азометинов: замены фенильного или циклогексанового фрагментов на другие типы, например циклогептатриеновый.

В последние годы для синтеза стал доступен 4-(7-циклогепта-1,3,5-триенил)анилин [4], что сделало реальным исследование биологической активности и жидкокристаллических свойств ариламинов [5] и азометинов, содержащих этот семичленный заместитель. Наряду с теоретической значимостью данного вопроса, несомненный

Взаимодействием я-фталевого альдегида 4 с 4-(7-циклогепта-1,3,5-триенил)анилином 2 получен п-фталилиден- бмс-[4-(7-циклогепта-1,3,5-

интерес представляет изучение биологической активности этих соединений, поскольку химически родственные с данным заместителем растительные и синтетические тропоноиды обладают антибактериальной и антигрибковой активностью [4].

В связи с вышеизложенным мы поставили задачи: 1) синтезировать ряд новых представителей азометинов, содержащих концевой циклогепта-триенильный фрагмент, 2) изучить их мезоморфизм, 3) сопоставить полученные результаты с данными по жидкокристаллическим свойствам соединений-аналогов, имеющих в качестве терминального заместителя другие циклические фрагменты.

Экспериментальная часть

Для синтеза целевых продуктов изучено взаимодействие альдегидов 1а-е с 4-(7-(циклогепта-1,3,5-триенил)анилином 2. Получены замещенные К-фенилметилен-4-(7-циклогепта-1,3,5-триенил)ани-лины 3а-е (схема 1).

За-е

триенилфенилимин)] 5, содержащий в своем составе два циклогептатриеновых фрагмента (схема 2).

a R=H, R^=R2=OCH3; е R=OC10H2i, R^=R2=H.

Схема 2

Спектры ЯМР !Н сняты на приборе Mercury 300 (300 Мгц) (фирма Varian, USA), внутренний стандарт - ГМДС. Масс-спектры зарегистрированы в Институте органического синтеза УрО РАН на квадрупольно-времяпролетном масс-спектрометре сверхвысокого разрешения maXis Impact HD Bruker Daltonik GmbH в режиме регистрации положительных ионов в условиях химической ионизации при атмосферном давлении (APCI). Съемку проводили при параметрах масс-спектрометра, заданных по умолчанию, в диапазоне массовых чисел 80-1400 Д для растворов соединений в ацетонитриле при шприцевом вводе со скоростью подачи 500 мкл/мин или на хромато-масс-спектрометре Agilent Technologies 6890N/5975B (фирма Agilent Technologies, USA), колонка HP - 5 ms (30 м x 0,25 мм, 0,25 цм).

Элементный анализ проведен на анализаторе углерода, водорода, азота и серы CHNS-932 (LECO Corporation, USA).

Для рентгеноструктурного анализа использован кристалл соединения ^3,5-диметоксифенил-метилен-41-(7-циклогепта-1,3,5-триенил)анилина (3а) желтого цвета размерами 0,55*0,40*0,32 мм. Кристалл моноклинный, пространственная группа P2i/c: a = 20,219 (4), b = 6,1084 (14), c = 14,724 (3) Ä, ß = 94,848 (16)°, V = 1812,0 (6) Ä3, dBbI4 = 1,215, ц = 0,077 мм"1, C22H21NO2, Z =4. Параметры элементарной ячейки и интенсивности 8354 отражений измерены на автоматическом четырехкружном дифрактометре Xcalibur R с двухкоординатным CCD-детектором по стандартной методике (ю-сканирование, шаг сканирования 1°) [6] при температуре 295 K с использованием излучения MoKa (X = 0,71073 Ä) и графитового монохроматора. Поглощение учтено эмпирически с использованием алгоритма SCALE3 ABSPACK [7]. Структура расшифрована прямым методом и уточнена полноматричным МНК в анизотропном приближении для всех неводородных атомов. Атомы водорода помещены в геометрически рассчитанные положения и включены в уточнение в модели наездника в изотропном приближении с зависимыми тепловыми параметрами. Решение и уточнение структуры проведено с использованием программного пакета SHELX97 [8]. Окончательные параметры уточнения: R1 = 0,0570, wR2 = 0,1387 (для 3008 отражений с I > 2с(Т)), R1 = 0,0809, wR2 = 0,1529 (для всех 4226 независимых отражений, Rint = 0,0203), S = 1,023.

Мезоморфные свойства синтезированных соединений изучены методами оптической поляризационной микроскопии (микроскоп «Leitz LaborLux 12 Pol», оснащенный термосистемой фирмы «Mettler FP-82», предельная температура нагревания 300 °С; микрофотографии текстур были получены с помощью автоматической микрофотокамеры Digital Camera for Microscope DCM800, 8 Mpixels) и дифференциальной сканирующей калориметрии (DSC 200 PC/1 /M/H Phox фирмы Netzsch).

М-3,5-Диметоксифенилметилен-41-(7-цик-логепта-1,3,5-триенил)анилин (3a)

К 0,18 г (1 ммоль) 4-(7-(циклогепта-1,3,5-трие-нил)анилина (2) добавили 4 мл гексана и 0,32 г (2 ммоль) 3,5-диметоксибензальдегида (1a), смесь нагрели до полного растворения компонентов, охладили, выпавшее желтое масло перекристаллизовали из гексана. Продукт - желтые кристаллы с Тпл = 67-69 °С. Выход: 0,27 г (84 %). ЯМР 1Н-спектр (CDCI3), S, м.д. (J, Гц): 2,80 (1Н, т, JL2= 5,4; J23 = 5,4; С7Н в С7Н7); 3,28 (6Н, с, 2ОСН3); 5,29-5,34 (2Н, д.д, J = 7,2; С16Н в С7Н7); 6,06-6,11 (2Н, м, С2'5Н в С7Н7); 6,51-6,56 (3Н, м, С3'4Н в С7Н7 + пара-С6Н4-СН); 6,60 (2Н, т, J = 2,4, орто-С6Н4-СН); 7,01-7,19 (4Н, м, 4Н C6H4-N); 8,14 (1Н, с, CH=N).

Масс-спектр, м/z (IOTH.%): 331 [M]+ (100), 194 (4), 167 (50), 164(4), 91 (4).

Строение и состав соединения 3а были подтверждены методом рентгеноструктурного анализа (см. раздел «Обсуждение результатов»).

М-4-Феноксифенилметилен-41-(7-цикло-гепта-1,3,5-триенил)анилин (3b)

К 0,18 г (1 ммоль) 4-(7-(циклогепта-1,3,5-трие-нил)анилина (2) добавили 3 мл этилового спирта и 0,20 г (1 ммоль) 4-феноксибензальдегида (1b), смесь нагрели до полного растворения компонентов, охладили, выпавший осадок отделили и перекристаллизовали из этанола. Продукт - белые кристаллы с Тпл = 110 °С. Выход: 0,25 г (90 %). ЯМР 1Н-спектр (CDCI3), S, м.д. (J, Гц): 2,82 (1Н, т, J = 5,4; С7Н в С7Н7); 5,31-5,36 (2Н, д.д, J = 7,2; С1,6Н в С7Н7); 6,07-6,10 (2Н, м, С2'5Н в С7Н7); 6,55 (2Н, т, J = 2,7; С3'4Н в С7Н7); 6,79-6,88 (9Н, м, ■wewa-C6H4-CH + C6H4-N + opmo-, пара-С6Н5-0); 6,98 (2Н, т, JL2 = 7,2; J2,3 = 8,1, мета-С6Н5-О); 7,71 (2Н, д, J = 8,4; орюо-СбкгСН); 8,11 (1Н, с, CH=N). Масс-спектр, м/z (IOTH.%): 363 [M]+ (100), 286 (64), 167 (79), 165(46), 91 (4), 77(15).

Элементный анализ: найдено, %: С, 85,44; Н, 5,79; К, 3,84. Вычислено, %: С, 85,92; Н, 5,82; К, 3,85. С26Н21КО.

Соединения 3с-е получены аналогично методу для соединения 3Ь.

М-4-Пропоксифенилметилен-41-(7-цикло-гепта-1,3,5-триенил)анилин (3с)

Продукт - белые кристаллы с Тпл = 109-110 °С. Выход: 0,29 г (88 %).

ЯМР 1Н-спектр (СОСЬ), 8, м.д. (У, Гц): 1,04 (3Н, т, ^1,2 = 7,2; 12,3 = 7,5, СН3); 2,73 (1Н, т, 11,2 = 5,1; 12,3 = 5,1; С7Н в С7Н7); 3,97 (2Н, т, 11,2 = 6,6; 12,3 = 6,6; СН2-О); 5,40-5,45 (2Н, м, С1,6Н в С7Н7); 6,24-6,27 (2Н, м, С2'5Н в С7Н7); 6,74 (2Н, т, 11,2 = 3,0; 12,3 = 3,0; С3'4Н в С7Н7); 6,96 (2Н, д, I = 8,4; мета-С6Н4-СН); 7,20 (2Н, д, I = 7,8, орто-С6Н4-К); 7,36 (2Н, д, I = 8,4, мета-С6^А-К); 7,82 (2Н, д, I = 8,7, орто-С6Н4-СН); 8,39 (1Н, с, СН=К). Масс-спектр, м/г (1отн.%): 329 [М]+ (98), 286 (64),

167 (100), 91 (8).

Элементный анализ: найдено, %: С, 83,32; Н, 6,88; К, 4,24. Вычислено, %: С, 83,85; Н, 7,04; К, 4,25. С23Н23КО.

М-4-Амилоксифенилметилен-41-(7-цикло-гепта-1,3,5-триенил)анилин (3й)

Продукт - белые кристаллы с Тпл = 92-93 °С. Выход: 0,32 г (91 %).

ЯМР 1Н-спектр (СБС13), 8, м.д. (У, Гц): 0,94 (3Н, т,

11.2 = 6,9, 12,3 = 7,2; СН3); 1,33-1,59 (4Н, м, 2СН2);

I,76-1,86 (2Н, м, СН2); 2,73 (1Н, т, 11,2 = 5,7;

12.3 = 5,4; С7Н в С7Н7); 3,99-4,04 (2Н, м, СН2-О); 5,41-5,45 (2Н, д.д, С1,6Н в С7Н7); 6,25-6,29 (2Н, м, С2'5Н в С7Н7); 6,75 (2Н, т, 11,2 = 3,0; 12,3 = 2,7; С3'4Н в С7Н7); 6,96 (2Н, д, I = 8,7; мета-С6Н4-СН); 7,22 (2Н, т, 11,2 = 6,3; 12,3 = 8,1; орто-С6Н4-К); 7,37 (2Н, д, I = 8,4; мета-С6Н4-К); 7,84 (2Н, д, I = 8,4; орто-С6Н4-СН); 8,40 (1Н, с, СН=к). Масс-спектр, м/г (1отн.%): 357 [М]+ (74), 286 (55),

168 (14), 167 (100), 91 (11).

Элементный анализ: найдено, %: С, 83,99; Н, 7,50; К, 3,94. Вычислено, %: С, 83,99; Н, 7,61; К, 3,92. С25Н27КО.

М-4-Децилоксифенилметилен-41-(7-цикло-гепта-1,3,5-триенил)анилин (3е)

Продукт - белые кристаллы с Тпл = 88-89 °С. Выход: 0,76 г (89 %).

ЯМР 1Н-спектр (СБСЬ), 8, м.д. (У, Гц): 0,8 (3Н, т,

II,2 = 6,6; 12,3 = 6,3, СН3); 1,27-1,46 (14Н, м, 7СН2);

1,75-1,84 (2Н, м, СН2); 2,73 (1Н, т, Ji,2 = 5,4; J2,3 = 5,1; С7Н в С7Н7); 4,01 (2Н, т, J^ = 6,6; J2,3 = 6,3; СН2-О); 5,41-5,45 (2Н, м, С16Н в С7Н7); 6,24-6,27 (2Н, м, С2'5Н в С7Н7); 6,74 (2Н, т, J 1,2 = 3,0; J2,3 = 2,7; С3,4Н в С7Н7); 6,95 (2Н, д, J = 8,4, мета-С6Н4-СН); 7,20 (2Н, д, J = 8,4; орто-C6H4-N); 7,36 (2Н, д, J = 8.4; мета-C6H4-N); 7,84 (2Н, д, J =8,7; орто-С6Н4-СН); 8,40 (1Н, с, CH=N). Найдено: 428,2951 [М + Н]+. C30H37NO. Вычислено для [C30H38NO]+ 428,6362.

М-Фталилиден-бис-[4-(7-циклогепта-1,3,5-триенилфенилимин)] (5)

К 0,36 г (2 ммоль) 4-(7-(циклогепта-1,3,5-триенил)анилина (2) добавили 3 мл бензола и 0,13 г (1 ммоль) фталевого альдегида (4), смесь нагрели до полного растворения компонентов, охладили, выпавший осадок отделили и перекристаллизовали из метилена хлористого. Продукт - желтые кристаллы с Тпл = 246-247 °С. Выход: 0,41 г (92 %). ЯМР 1Н-спектр (CDCI3), S, м.д. (J, Гц): 2,76 (2Н, т, 2 С7Н в С7Н7); 5,42-5,47 (4Н, д.д, J^ = 6,0; J23 = 5,7; 2 С1,6Н в С7Н7); 6,27-6,29 (4Н, м, 2 С2'5Н в С7Н7); 6,76 (4Н, т, 2 С3'4Н в С7Н7); 7,25-7,43 (8Н, м, 2 C6H4-N); 8,02 (4Н, с, 2 С6Н4); 8,56 (2Н, с, 2 CH=N). Масс-спектр, m/z (/отн.%): 460 [М]+ (73), 194(4), 167(100), 102(12), 91(10).

Элементный анализ: найдено, %: C, 80,71; H, 5,48; N, 5,61. Вычислено, %: C, 81,90; H, 6,07; N, 5,24.

C34H28N2.

Обсуждение результатов

Проведенные поляризационно-микроскопи-ческие исследования показали, что гомологи 3а и 3b немезоморфны, гомологи 3с-е проявляют только монотропный мезоморфизм, т. е. формируют мезофазу при охлаждении. При этом нечетные гомологи с и d формируют немати-ческую фазу, а четный гомолог е - нематическую и смектическую А-фазу (рис. 1, табл.). Обращает на себя внимание тот факт, что все гомологи в нематической фазе стремятся к гомеотропной ориентации и шлирен-текстура проявляется только при сдвиговой деформации.

Данные по мезоморфизму соединений 3с-е, представленные в таблице, хорошо согласуются с результатами исследований этих образцов, полученными методом дифференциальной сканирующей калориметрии (рис. 2).

е

Рис. 1. Микрофотографии текстур термотропных мезофаз: а - шлирен-текстура нематической фазы соединения 3е, при охлаждении, Т = 94 °С, х100 и б - х250; с - миелиновые бороздки БшЛ фазы соединения 3е, при охлаждении, Т = 88,6 °С, х100 и д -х250; е - двухфазный район кристаллическая фаза (внизу) - БшЛ-фаза (вверху) соединения 3с,

при охлаждении, Т = 88 °С, х100

Температура, °С Температура, °С

а б

Температура, °С в

Рис. 2. Примеры кривых ДСК при охлаждении, скорость 10 °С/мин: а - соединение 3с (п = 3); б - 3d (п = 5); в - 3е (п = 10)

Термотропный мезоморфизм соединений 3, 6 и 7

Температуры фазовых переходов, °С спн2п+1о-0-с=ы-0~0] Температуры фазовых переходов, °С Температуры фазовых переходов, °С 7 [10]

6 [8, 9]

С Сг 109 1во (1во 82 N 75 Сг)а Сг156 N 168.5 1во Рекрист. 145 Сг 97.6 1во (1во 71.9 Nь 73.5 Сг)

II Сг 100 1во (1во 99 N 94 8шЛ 65 Сг) Сг 137 N 167 1во Рекрист. 107 Сг 83.2 1во (1во 75.5 N 61 Сг)

е Сг 99 1во (1во 97.8 N 92.7 8шЛ 70 Сг) Сг 126 8шБ 140 8шЛ 157 N 159 1во Рекрист. 98 Сг 76.8 N 83.7 1во (1во 83 N 73.1 8шЛ 66.3 8шС 54.6 8шС 52.5 Сг)

а в круглых скобках представлены данные при охлаждении

ь нематическая фаза наблюдается только в непокрытых покровным стеклом образцах

Сг - кристаллическая фаза, 8шЛ - смектическая А фаза, N - нематическая фаза, Гво - изотропная жидкость

Сопоставление полученных результатов по мезоморфизму соединений типа 3 с изученными ранее [9-11] аналогами, содержащими терминальный фенильный (6) или циклогептильный (7) фрагменты, показывает, что введение в качестве терминального заместителя циклогептатриенового фрагмента существенно снижает потенциал к формированию жидкокристаллического состояния (табл.).

Изменение мезоморфных свойств соединений серии 3 по сравнению с гомологами аналогами 6 и 7 можно объяснить стерическим влиянием циклогептатриенового терминального заместителя. Согласно результатам рентгеноструктурного анализа, соединение К-3,5-диметоксифенилметилен-41-(7-

циклогепта-1,3,5-триенил)анилин (3а) кристаллизуется в центросимметричной пространственной группе моноклинной сингонии. Длины связей и валентные углы в молекуле близки к стандартным для соответствующих атомов значениям. Циклогептатриеновый фрагмент находится в конформации ванна и развернут под углом 72,6° к фенильному заместителю. Фрагмент К1 = С9 лежит в плоскости диметоксифенильного заместителя и участвует в сопряжении с ним, на что указывает также укороченная одинарная связь С9-С1 (1,464 А). Кристалл молекулярный, без значимых специфических взаимодействий (водородных связей, СН-л, п ■■■п и т.д.) (рис. 3).

Рис. 3. Общий вид молекулы соединения (3а) в представлении атомов эллипсоидами тепловых

колебаний с 50 %-ной вероятностью

Более высокая температура нематико-изотропного перехода в случае гомологов серии 6, содержащих фенильный терминальный заместитель, свидетельствует о большем л-электронном сопряжении фрагментов их молекулярного остова и усилении анизотропного дисперсионного взаимодействия молекул по сравнению с аналогами серий 3 и 7 [1]. При этом термостабильность кристаллической фазы соответствующих гомологов серии 3 выше, чем у соединения 7, но ниже, чем у соединения 6.

Ранее для азометинов серии 7, содержащих гибкий терминальный семичленный циклический заместитель, было показано [11], что изменение его конформации может происходить только за счет увеличения ширины молекулы, что влечет неблагоприятную упаковку в мезофазе. Тем не менее гибкий терминальный фрагмент является

дополнительным фактором успешной

микросегрегации [12]. Поэтому влияние на депрессию мезоморфизма у соединений серии 7 менее выражено по сравнению с синтезированными нами производными серии 3. У последних жесткий циклогептатриеновый фрагмент должен значительно нарушать линейность и ширину молекулы, влияя на степень копланарности и анизотропию молекулярной поляризуемости [1].

Соединение 5, содержащее два терминальных циклогептатриеновых фрагмента, переходит при нагревании из кристаллической фазы при 207 °С в нематическую (рис. 4) и разлагается без перехода в изотропную фазу при 250 °С. Это достаточно редкий случай формирования мезо-фазы каламитным соединением без алифатических терминальных заместителей.

Рис. 4. Микрофотография текстуры иематической фазы

соединения 5, при нагреве, Т = 241 °С, х100

Заключение

Впервые получены азометины ароматического ряда: К-арилметилен-4-(7-циклогепта-1,3,5)триениланилины 3 и симметричный К-фта-лилиден-бис-[4-(7-циклогепта-1,3,5-триенилфе-нилимин)] 5, содержащие в анилиновом фрагменте 1,3,5-циклогептатриеновый цикл.

Проведено исследование жидкокристаллических свойств полученных соединений и проанализировано влияние на мезоморфизм циклогептильного фрагмента в сравнении с аналогичными азометинами, содержащими в пара-положении анилинового кольца фенильный или циклогептильный фрагменты.

Установлено, что синтезированные азометины, содержащие в яара-положении альдегидного фрагмента пропокси-, амилокси- или децилокси-группы (3с-е) проявляют монотропный мезоморфизм. Термостабильность кристаллической фазы соединений 3с-е занимает промежуточное положение по сравнению с аналогами 6 и 7, содержащими фенильный и циклогептильный фрагменты, соответственно.

Симметрично замещенный К-фталилиден-бис-[4-(7-циклогепта-1,3,5-триенилфенилимин)] 5, проявивший нематическую мезофазу, представляет собой редкий случай формирования мезофазы каламитным соединением без алифатических терминальных заместителей.

Работа выполнена при финансовой поддержке Министерства образования Пермского края (конкурс МИГ, 2014-2015).

Список литературы / References

1. Аверьянов Е. М. Стерические эффекты заместителей и мезоморфизм. Новосибирск : Изд-во СО РАН, 2004. 470 с. ISBN 5-7692-0388-9 [Aver'ya-nov E. M. Stericheskie effekty zamestiteley i mezomorfizm (Steric effects of substituents and mesomorphism) Novosibirsk : Izd-vo SO RAN, 2004. 470 p. ISBN 5-7692-0388-9 (in Russian)].

2. Аверьянов E. M. Структурные и термодинамические следствия взаимодействия конфор-мационных степеней свободы в нематической фазе // Журн. структ. хим. 2014. № 4. С. 641-647 [Aver'yanov E. M. Structural and thermodynamic consequences of the interaction of conformational degrees of freedom of azomethines in the nematic phase // J. Struct. Chem. 2014. Vol. 55, № 4, P. 605611].

3. Hird M. Relationship between molecular structure and transition temperatures for calamitic structures // Physical properties of liquid crystals: nematics / ed. by D. Dunmur, A. Fukuda, G. Luckhurst. Published by INSPEC : London, UK. 2001. P. 3-16.

4. Патент № 2479571/C1 Россия. 4-(1-Циклогепта-2,4,6-триенил)анилин и его солянокислая соль, проявляющая антимикробную активность / Юнникова Л. П., Акентьева Т. А. /опубл. 20.04.13, Бюл. № 11 [Patent № 2479571/С1, Russia. 4-(1-Tsiklogepta-2,4,6-trienil)anilin i ego solyanokislaya sol', proyavlyayushchaya antimikrobnuyu aktivnost' (4-(1-cyclohepta-2,4,6-trienyl)aniline and its hydrochloride salt exhibiting antimicrobial activity) / Yunnikova L. P., Akent'eva T. A. ; published 20.04.13, Bull. № 11 (in Russian)].

5. Юнникова Л. П., Акентьева Т. А., Эсенбаева В. В. Тропилирование ариламинов и антимикробная активность 4-(7-циклогепта-1,3,5-триенил)-^-(1-циклогепта-2,4,6-триенил)анилина // Химико-фармацевтический журнал. 2015. Т. 49, № 4. С. 3335 [Yunnikova L. P., Akent'eva Т. A., Esenbaeva V. V. Tropilirovanie arilaminov i antimikrobnaya aktivnost' 4-(7-tsiklogepta-1,3,5-trienil)-N-(1-tsiklogepta-2,4,6-trienil)aniline (Tropilation of arylamines and antimicrobial activity of 4-(7-cyclohepta-1,3,5-trienyl)-N-(1-cyclohepta-2,4,6- trienyl)aniline) // Khimiko-farmatsevticheskiy zhurnal. 2015. Vol. 49, № 4. P. 33-35 (in Russian)].

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

6. CrysAlisPro, Agilent Technologies, Version 1.171.37.33 (release 27-03-2014 CrysAlis 171.NET).

7. Krieg B., Kuhn T. Liquid Crystalline 2,6-Disubstituted Cycloheptimidazoles // Mol. Cryst. Liq. Cryst. 1987. Vol. 145. P. 59-72.

8. Sheldrick G. M. A short history of SHELX // Acta Cryst. A. 2008. Vol. 64, Iss. 1. P. 112-122.

9. Biering A., Demus D., Gray G.W., Sackmann H. The Classification of the Liquid Crystalline Modifications in some Homologous Series // Mol. Cryst. Liq. Cryst. 1974. Vol. 28, № 3. P. 275-292.

10. Byron D. J., Keating D. A., O'Neil M. T, Wilson R. C, Goodby J. W., Gray G. W. The Effect of the Reversal of the Central Schiff's Base Linkage on Liquid Crystal Properties: the 4-Phenylbenzylidene-4'-n-alkoxy-anilines and 4-(4'-n-Alkoxybenzylideneamino)-biphenyls // Mol. Cryst. Liq. Cryst. 1980. Vol. 58. P. 179-192.

11. Byron D. J., Matharu A. S., Rees M., Wilson R. C. Properties of the Liquid Crystals Formed by Certain Azomethines Containing Terminal Cycloalkyl Ring

Systems // Mol. Cryst. Liq. Cryst. 1995. Vol. 258. P. 217-228.

12. Tschierske C. Micro-segregation, molecular shape and molecular topology - partner for the design of liquid crystalline materials complex mesophase morphologies // J. Mater. Chem. 1998. Vol. 11, № 1. P. 1-53.

Поступила в редакцию 5.05.2015 г.

i Надоели баннеры? Вы всегда можете отключить рекламу.