Научная статья на тему 'ВОДОРОДНАЯ СВЯЗЬ В ПОТЕНЦИАЛЬНО МЕЗОГЕННЫХ МОЛЕКУЛЯРНЫХ КОМПЛЕКСАХ 4-(ФЕНИЛАЗО)БЕНЗОЙНОЙ КИСЛОТЫ И 4-(ФЕНИЛАЗО)ФЕНОЛА С ПРОИЗВОДНЫМИ ПИРИДИНА'

ВОДОРОДНАЯ СВЯЗЬ В ПОТЕНЦИАЛЬНО МЕЗОГЕННЫХ МОЛЕКУЛЯРНЫХ КОМПЛЕКСАХ 4-(ФЕНИЛАЗО)БЕНЗОЙНОЙ КИСЛОТЫ И 4-(ФЕНИЛАЗО)ФЕНОЛА С ПРОИЗВОДНЫМИ ПИРИДИНА Текст научной статьи по специальности «Химические науки»

CC BY
41
11
i Надоели баннеры? Вы всегда можете отключить рекламу.
Ключевые слова
СУПЕРМОЛЕКУЛЫ / МОЛЕКУЛЯРНЫЕ КОМПЛЕКСЫ / ВОДОРОДНАЯ СВЯЗЬ / ПРОИЗВОДНЫЕ АЗОБЕНЗОЛА / КВАНТОВО-ХИМИЧЕСКИЕ РАСЧЕТЫ / DFT / ИК СПЕКТРОСКОПИЯ / ЖИДКИЕ КРИСТАЛЛЫ

Аннотация научной статьи по химическим наукам, автор научной работы — Федоров Михаил Сергеевич, Филиппов Александр Андреевич, Филиппов Иван Андреевич, Гиричева Нина Ивановна, Сырбу Светлана Александровна

С помощью экспериментальных и теоретических методов показано, что в двухкомпонентных системах состава 1:1 на основе 4-пиридил-4’-н-алкилоксибензоатов (n = 7, 12) с 4-(фенилазо)бензойной кислотой и 4-(фенилазо)фенолом формируются водородосвязанные молекулярные комплексы. Методами квантовой химии (DFT (B3LYP)/cc-pVTZ) определены конформационные свойства молекул 4-(фенилазо)бензойной кислоты, 4-(фенилазо)фенола. Показано, что введение в молекулу азобензола 4-карбокси- и 4-гидгрокси-групп практически не влияет на энергетические характеристики процесса транс-цис изомеризации. Выполнена оценка энергетических, геометрических и электронных характеристик межмолекулярных водородных связей в исследуемых комплексах. Результаты расчетов показали, что H-комплексы 4-пиридил-4-н-пропилоксибензоата с 4-(фенилазо)бензойной кислотой и 4-(фенилазо)фенолом значительно отличаются друг от друга по геометрическому строению: комплекс с 4-(фенилазо)бензойной кислотой - стержнеобразный, комплекс с 4-(фенилазо)фенолом - ангулярный. Сравнение энергетических характеристик H-комплексов, а также характеристик водородных связей показало, что в комплексе с участием 4-(фенилазо)бензойной кислотой формируется более прочная водородная связь, чем в комплексе с 4-(фенилазо)фенолом. Результаты моделирования димеров молекул 4-(фенилазо)бензойной кислотой, 4-(фенилазо)фенола, воспроизводящих межмолекулярные взаимодействия в кристаллах, и их H-комплексов с 4-пиридил-4’-алкилоксибензоатами позволили сделать вывод, что в процессе самоорганизации в исследуемых системах состава 1:1 будут разрушаться ассоциаты молекул 4-(фенилазо)бензойной кислоты, ассоциаты молекул 4-(фенилазо)фенола и формироваться H-комплексы с 4-пиридил-4’-алкилоксибензоатами. Изменения экспериментальных ИК спектров, зарегистрированных для исходных компонентов и для систем состава 1:1, подтверждают формирование молекулярных комплексов. Структурными единицами исследуемых систем на основе 4-пиридил-4’-н-алкилоксибензоатов с 4-(фенилазо)бензойной кислотой и 4-(фенилазо)фенолом состава 1:1 можно считать супермолекулы, образующиеся за счет водородной связи. Строение молекулярных комплексов и наличие у них геометрической анизотропии свидетельствуют об их потенциальной мезогенности. Полученный образец H-комплексов 4-(фенилазо)фенола и 4-пиридил-4’-додецилоксибензоата (состава 1:1) был исследован на предмет проявления мезоморфных свойств с помощью метода поляризационной термомикроскопии. Зарегистрированные в поляризационном микроскопе текстуры позволяют заключить, что H-комплекс обладает смектической мезофазой в температурном интервале 101,4-109,4 °С.

i Надоели баннеры? Вы всегда можете отключить рекламу.

Похожие темы научных работ по химическим наукам , автор научной работы — Федоров Михаил Сергеевич, Филиппов Александр Андреевич, Филиппов Иван Андреевич, Гиричева Нина Ивановна, Сырбу Светлана Александровна

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

HYDROGEN BOND IN POTENTIALLY MESOGENIC MOLECULAR COMPLEXES OF 4-(PHENYLAZO)BENZOIC ACID AND 4-(PHENYLAZO)PHENOL WITH PYRIDINE DERIVATIVES

Using experimental and theoretical methods, it has been shown that hydrogen-bonded molecular complexes in two-component systems based on 4-pyridyl-4'-n-alkyloxybenzoates (n = 7, 12) with 4-(phenylazo)benzoic acid and 4-(phenylazo)phenol (composition of 1:1) are formed. Quantum chemistry methods (DFT (B3LYP)/cc-pVTZ) were used to determine the conformational properties of 4-(phenylazo)benzoic acid and 4-(phenylazo)phenol molecules. It has been shown that the introduction of 4-carboxy and 4-hydroxy groups into the azobenzene molecule has practically no effect on the energy characteristics of the trans-cis isomerization process. The energy, geometric, and electronic characteristics of intermolecular hydrogen bonds in the H-complexes have been estimated. The calculations showed that the H-complexes of 4-pyridyl-4-n-propyloxybenzoate with 4-(phenylazo)benzoic acid and 4-(phenylazo)phenol differ significantly from each other in geometric structure: the complex with 4-(phenylazo)benzoic acid - rod-shaped, complex with 4-(phenylazo)phenol - angular. A comparison of the energy characteristics of H-complexes, as well as the characteristics of hydrogen bonds, showed that a stronger hydrogen bond is formed in the complex with 4-(phenylazo)benzoic acid than in the complex with 4-(phenylazo)phenol. The results of modeling dimers of molecules of 4-(phenylazo)benzoic acid, 4-(phenylazo)phenol, reproducing intermolecular interactions in crystals, and their hydrogen-bonded complexes allow to conclude that in the process of self-organization of systems with a composition of 1:1, associates of 4-(phenylazo)benzoic acid molecules, associates of 4-(phenylazo)phenol molecules will be broken and H-complexes with 4-pyridyl-4'-alkyloxybenzoates will be formed instead. Changes in the experimental IR spectra recorded for the initial components and for systems with a composition of 1:1 confirm the formation of molecular complexes. The structural units of the studied systems based on 4-pyridyl-4'-alkyloxybenzoates with 4-(phenylazo)benzoic acid and 4-(phenylazo)phenol with a composition of 1:1 can be considered supramolecules, formed by hydrogen bonding. The structure of supermolecules and the presence of their geometric anisotropy indicate their potential mesogenicity. The sample of H-complexes of 4-(phenylazo)phenol and 4-pyridyl-4'-n-dodecyloxybenzoate (composition of 1:1) was studied for the manifestation of mesomorphic properties using the method of polarization thermomicroscopy. The textures registered in a polarizing microscope allow to conclude that the H-complex has a smectic mesophase in the temperature range of 101.4-109.4 °C.

Текст научной работы на тему «ВОДОРОДНАЯ СВЯЗЬ В ПОТЕНЦИАЛЬНО МЕЗОГЕННЫХ МОЛЕКУЛЯРНЫХ КОМПЛЕКСАХ 4-(ФЕНИЛАЗО)БЕНЗОЙНОЙ КИСЛОТЫ И 4-(ФЕНИЛАЗО)ФЕНОЛА С ПРОИЗВОДНЫМИ ПИРИДИНА»

DOI: 10.6060/ivkkt.20226512.6665 УДК: 544.142.4

ВОДОРОДНАЯ СВЯЗЬ В ПОТЕНЦИАЛЬНО МЕЗОГЕННЫХ МОЛЕКУЛЯРНЫХ КОМПЛЕКСАХ 4-(ФЕНИЛАЗО)БЕНЗОЙНОЙ КИСЛОТЫ И 4-(ФЕНИЛАЗО)ФЕНОЛА С ПРОИЗВОДНЫМИ ПИРИДИНА

М.С. Федоров, А.А. Филиппов, И.А. Филиппов, Н.И. Гиричева, С.А. Сырбу, М.Р. Киселев

Михаил Сергеевич Федоров (ORCID 0000-0003-4945-2967)*, Александр Андреевич Филиппов (ORCID 0000-0002-5096-4727), Иван Андреевич Филиппов (ORCID 0000-0002-7146-4852)

Кафедра фундаментальной и прикладной химии, Ивановский государственный университет, ул. Ермака, 39, Иваново, Российская Федерация, 153025 E-mail: fedorovms@ivanovo.ac.ru *

Нина Ивановна Гиричева (ORCID 0000-0001-7064-0693)

НИИ Наноматериалов, Ивановский государственный университет, ул. Ермака, 39, Иваново, Российская

Федерация, 153025

E-mail: n.i.giricheva@mail.ru

Светлана Александровна Сырбу (ORCID 0000-0002-0694-7508)

Кафедра естественнонаучных дисциплин, Ивановская пожарно -спасательная академия ГПС МЧС России, пр. Строителей, 33, Иваново, Российская Федерация, 153040

Кафедра неорганической химии им. А.Н. Реформатского, МИРЭА-Российский технологический университет, пр. Вернадского, 78, Москва, Российская Федерация, 119454 E-mail: syrbue@yandex.ru

Михаил Романович Киселев (ORCID 0000-0003-2292-7299)

Лаборатория физикохимии коллоидных систем, Институт физической химии и электрохимии им. А.Н. Фрум-кина РАН, Ленинский пр-т., 31, к.4, Москва, Российская Федерация, 119071 E-mail: kisselev@phyche.ac.ru

С помощью экспериментальных и теоретических методов показано, что в двух-компонентных системах состава 1:1 на основе 4-пиридил-4'-н-алкилоксибензоатов (n = 7,12) с 4-(фенилазо)бензойной кислотой и 4-(фенилазо)фенолом формируются водородосвязан-ные молекулярные комплексы. Методами квантовой химии (DFT (B3LYP)/cc-pVTZ) определены конформационные свойства молекул 4-(фенилазо)бензойной кислоты, 4-(фе-нилазо)фенола. Показано, что введение в молекулу азобензола 4-карбокси- и 4-гидгрокси-групп практически не влияет на энергетические характеристики процесса транс-цис изомеризации. Выполнена оценка энергетических, геометрических и электронных характеристик межмолекулярных водородных связей в исследуемых комплексах. Результаты расчетов показали, что H-комплексы 4-пиридил-4-н-пропилоксибензоата с 4-(фенилазо)бен-зойной кислотой и 4-(фенилазо)фенолом значительно отличаются друг от друга по геометрическому строению: комплекс с 4-(фенилазо)бензойной кислотой - стержнеобраз-ный, комплекс с 4-(фенилазо)фенолом - ангулярный. Сравнение энергетических характеристик H-комплексов, а также характеристик водородных связей показало, что в комплексе с участием 4-(фенилазо)бензойной кислотой формируется более прочная водородная связь, чем в комплексе с 4-(фенилазо)фенолом. Результаты моделирования димеров молекул 4-(фенилазо)бензойной кислотой, 4-(фенилазо)фенола, воспроизводящих межмолекулярные взаимодействия в кристаллах, и их H-комплексов с 4-пиридил-4'-алкилок-сибензоатами позволили сделать вывод, что в процессе самоорганизации в исследуемых системах состава 1:1 будут разрушаться ассоциаты молекул 4-(фенилазо)бензойной кислоты, ассоциаты молекул 4-(фенилазо)фенола и формироваться H-комплексы с 4-пири-дил-4'-алкилоксибензоатами. Изменения экспериментальных ИК спектров, зарегистрированных для исходных компонентов и для систем состава 1:1, подтверждают формиро-

вание молекулярных комплексов. Структурными единицами исследуемых систем на основе 4-пиридил-4'-н-алкилоксибензоатов с 4-(фенилазо)бензойной кислотой и 4-(фе-нилазо)фенолом состава 1:1 можно считать супермолекулы, образующиеся за счет водородной связи. Строение молекулярных комплексов и наличие у них геометрической анизотропии свидетельствуют об их потенциальной мезогенности. Полученный образец H-комплексов 4-(фенилазо)фенола и 4-пиридил-4'-додецилоксибензоата (состава 1:1) был исследован на предмет проявления мезоморфных свойств с помощью метода поляризационной термомикроскопии. Зарегистрированные в поляризационном микроскопе текстуры позволяют заключить, что H-комплекс обладает смектической мезофазой в температурном интервале 101,4-109,4 °С.

Ключевые слова: супермолекулы, молекулярные комплексы, водородная связь, производные азобензола, квантово-химические расчеты, DFT, ИК спектроскопия, жидкие кристаллы

HYDROGEN BOND IN POTENTIALLY MESOGENIC MOLECULAR COMPLEXES

OF 4-(PHENYLAZO)BENZOIC ACID AND 4-(PHENYLAZO)PHENOL WITH PYRIDINE DERIVATIVES

M.S. Fedorov, A.A. Filippov, I.A. Filippov, N.I. Giricheva, S.A. Syrbu, M.R. Kiselev

Mikhail S. Fedorov (ORCID 0000-0003-4945-2967)*, Alexander A. Filippov (ORCID 0000-0002-5096-4727), Ivan A. Filippov (ORCID 0000-0002-7146-4852)

Department of Fundamental and Applied Chemistry, Ivanovo State University, Ermaka st., 39, Ivanovo, 153025, Russia

E-mail: fedorovms@ivanovo.ac.ru *

Nina I. Giricheva (ORCID 0000-0001-7064-0693)

Nanomaterials Research Institute, Ivanovo State University, Ermaka st., 39, Ivanovo, 153025, Russia E-mail: n.i.giricheva@mail.ru

Svetlana A. Syrbu (ORCID 0000-0002-0694-7508)

Department of Natural Sciences, Ivanovo Fire and Rescue Academy of the State Fire Service of the Ministry of Emergency Situations of Russia, Stroiteley ave., 33, Ivanovo, 153040, Russia

Department of Inorganic Chemistry named after A.N. Reformatsky, MIREA-Russian Technological University, Vernadsky ave., 78, Moscow, 119454, Russia E-mail: syrbue@yandex.ru

Mikhail R. Kiselev (ORCID 0000-0003-2292-7299)

Laboratory of Physicochemistry of Colloidal Systems, Institute of Physical Chemistry and Electrochemistry named after A. N. Frumkina of the RAS, Leninsky ave., 31, bld.4, Moscow, 119071, Russia E-mail: kisselev@phyche.ac.ru

Using experimental and theoretical methods, it has been shown that hydrogen-bonded molecular complexes in two-component systems based on 4-pyridyl-4'-n-alkyloxybenzoates (n = 7,12) with 4-(phenylazo)benzoic acid and 4-(phenylazo)phenol (composition of 1:1) are formed. Quantum chemistry methods (DFT (B3LYP)/cc-pVTZ) were used to determine the conformational properties of 4-(phenylazo)benzoic acid and 4-(phenylazo)phenol molecules. It has been shown that the introduction of 4-carboxy and 4-hydroxy groups into the azobenzene molecule has practically no effect on the energy characteristics of the trans-cis isomerization process. The energy, geometric, and electronic characteristics of intermolecular hydrogen bonds in the H-complexes have been estimated. The calculations showed that the H-complexes of 4-pyridyl-4-n-propyloxybenzoate with 4-(phenylazo)benzoic acid and 4-(phenylazo)phenol differ significantly from each other in geometric structure: the complex with 4-(phenylazo)benzoic acid - rod-shaped, complex with 4-(phe-nylazo)phenol - angular. A comparison of the energy characteristics of H-complexes, as well as

the characteristics of hydrogen bonds, showed that a stronger hydrogen bond is formed in the complex with 4-(phenylazo)benzoic acid than in the complex with 4-(phenylazo)phenol. The results of modeling dimers of molecules of 4-(phenylazo)benzoic acid, 4-(phenylazo)phenol, reproducing intermolecular interactions in crystals, and their hydrogen-bonded complexes allow to conclude that in the process of self-organization of systems with a composition of 1:1, associates of 4-(phe-nylazo)benzoic acid molecules, associates of 4-(phenylazo)phenol molecules will be broken and H-complexes with 4-pyridyl-4'-alkyloxybenzoates will be formed instead. Changes in the experimental IR spectra recorded for the initial components and for systems with a composition of 1:1 confirm the formation of molecular complexes. The structural units of the studied systems based on 4-pyridyl-4'-alkyloxybenzoates with 4-(phenylazo)benzoic acid and 4-(phenylazo)phenol with a composition of 1:1 can be considered supramolecules, formed by hydrogen bonding. The structure of supermolecules and the presence of their geometric anisotropy indicate their potential mesogenic-ity. The sample of H-complexes of 4-(phenylazo)phenol and 4-pyridyl-4'-n-dodecyloxybenzoate (composition of 1:1) was studiedfor the manifestation of mesomorphic properties using the method of polarization thermomicroscopy. The textures registered in a polarizing microscope allow to conclude that the H-complex has a smectic mesophase in the temperature range of 101.4-109.4 °C.

Key words: supramolecular complexes, hydrogen bond, azobenzene derivatives, quantum chemical calculations, DFT, IR spectroscopy, liquid crystals

Для цитирования:

Федоров М.С., Филиппов А.А., Филиппов И.А., Гиричева Н.И., Сырбу С.А., Киселев М.Р. Водородная связь в потенциально мезогенных молекулярных комплексах 4-(фенилазо)бензойной кислоты и 4-(фенилазо)фенола с производными пиридина. Изв. вузов. Химия и хим. технология. 2022. Т. 65. Вып. 12. С. 12-23. DOI: 10.6060/ivkkt.20226512.6665.

For citation:

Fedorov M.S., Filippov A.A., Filippov I.A., Giricheva N.I., Syrbu S.A., Kiselev M.R. Hydrogen bond in potentially mesogenic molecular complexes of 4-(phenylazo)benzoic acid and 4-(phenylazo)phenol with pyridine derivatives. ChemChemTech [Izv. Vyssh. Uchebn. Zaved. Khim. Khim. Tekhnol.]. 2022. V. 65. N 12. P. 12-23. DOI: 10.6060/ivkkt.20226512.6665.

ВВЕДЕНИЕ ного обратимого переключения геометрии азобензолов между транс-изомером и метастабильным

Использование методов супрамолекуляр- цис-изомером. В этом случае ЖК материалы обре-

ной химии для формирования новых жидкокри- тают фоточувствительность, что открывает новые

сталлических (ЖК) материалов позволяет успешно возможности их применения [9-13]. Активно ис-

решать проблему разработки новых «умных» мате- следуются молекулярные ЖК, в которых азобен-

риалов [1 -8]. К настоящему времени достигнут зна- зольные фрагменты связаны когадаигао с другими

чительный прогресс в этой области. Однако, для фрагментами молекУлы, кр°ме того, гоучаются и

возможности использования супрамолекулярного подхода к «умным» материалам с целью прогнозирования их свойств и создания функциональных

супрамолекулярные ЖК, в которых фотопассивные компоненты (низкомолекулярные и высокомолекулярные соединения) связываются с помощью

_ специфических нековалентноых взаимодействий

материалов с заданными свойствами необходима ,

^ (водородные, галогенные, халькогенные, пникто-

информация об особенностях взаимосвязи «сгфук- генные связи) с фоточувствительными производ-

тура-свойство» для подобных систем. По причине ными азобензола

многообразия супрамолекулярных ЖК комплексов в данной работе выполнены эксперименталь-

и их сложного мезоморфного поведения такая за- ные и теоретические исследования потенциально ме-

дача требует накопления большого количества зогенных молекулярных комплексов состава 1:1 на

данных для разнообразных классов супрамолеку- основе 4-пиридил-4'-н-алкилоксибензоатов (n = 7,

лярных ЖК. 12) с 4-(фенилазо)бензойной кислотой (PABA) и 4-

Отдельный интерес представляют азо-со- (фенилазо)фенолом (PAP) (рис. 1) с целью опреде-

единения (в частности азобензол и его производ- ления особенностей строения их супермолекул,

ные). Азогруппа может выступать в качестве син- возможности их образования в системах состава

тона молекулярных ЖК или фрагмента супермоле- 1:1, а также оценки энергетических, геометрических

кул супрамолекулярных ЖК, способных вступать в и электронных характеристик межмолекулярных

реакцию фотоизомеризации - фотоиндуцирован- водородных связей в исследуемых объектах.

/=ч N--N

Л ^

,o

OH

/=\ N -N

-OH

4-(фенилазо)бензойная кислота (PABA) 4-(phenylazo)benzoic acid (PABA)

V/=v_ я

4-(фенилазо)фенол (PAP) 4-(phenylazo)phenol (PAP)

-CnH2n+1

N

4-пиридил-4'-н-алкилоксибензоат (n = 7, 12) 4-pyridyl 4'-«-alkyloxybenzoate (n = 7, 12)

H-комплексы H-complexes

Рис. 1. Структурные формулы исследуемых соединений и их H-комплексов с 4-пиридил-4'-н-алкилоксибензоатами Fig. 1. Structural formulas of the studied compounds and their H-complexes with 4-pyridyl 4'-«-alkyloxybenzoates

МЕТОДИКА ЭКСПЕРИМЕНТА И ДЕТАЛИ КВАНТОВО-ХИМИЧЕСКИХ РАСЧЕТОВ

Индивидуальные соединения в твердом виде смешивались в молярном соотношении 1:1. Полученная смесь растворялась в ацетоне при перемешивании, после чего растворитель был удален при атмосферном давлении и комнатной температуре. Полученные кристаллы вакуумировались. Вакуумирование проводилось для удаления остатков растворителя в кристаллической фазе до постоянной массы соединений. Для приготовления образцов были использованы коммерческие препараты PABA и PAP (Aldrich), чистота которых составляла 99%, препараты использовались без предварительной очистки. Препараты 4-пиридил-4'-н-алкилоксибензоатов были синтезированы в Ивановском государственном химико-технологическом университете по стандартным методикам [14, 15]. Синтезированные соединения очищали двукратной перекристаллизацией из этанола с последующей вакуумной обработкой под давлением 1,3 Па до постоянной массы.

ИК спектры индивидуальных соединений, а также их Н-комплексов при молярном соотношении компонентов 1:1 регистрировались при комнатной температуре на ИК-Фурье спектрометре Nicolet 6700. Индивидуальные соединения, а также полученные на их основе Н-комплексы спрессовывались в таблетки с KBr.

Установление температур фазовых переходов выполнялась с помощью метода дифференциально-сканирующей калориметрии (ДСК).

ДСК кривые зарегистрированы с помощью «Q100» в интервале температур 20 - 200 °С в атмосфере Ar. Масса образцов составляла 3 - 4 мг. Применялся режим нагрев - охлаждение со скоростью прямого и обратного процессов 2,5 °С/мин. Точность измерения температуры составляла ± 0,01 °С.

При выполнении квантово-химических расчетов был использован программный пакет Gaussian 09 [16], для визуализации результатов расчетов - программа ChemCraft [17]. Геометрическая оптимизация, расчет частот колебаний, а также анализ потенциальных функций внутреннего вращения (ПФВВ) молекул и комплексов выполнялись в рамках теории функционала плотности (DFT) с использованием трехпараметрического функционала Беке, Ли, Янга и Парра (B3LYP) [18, 19] в сочетании с корреляционно-согласованным базисным набором cc-pVTZ [20]. Переходные состояния для реакции цис-транс-изомеризации получены с помощью квазиньютоновских методов (QST2 и QST3) [21]. Все расчеты выполнены для основного электронного состояния молекулярных форм (спиновая мультиплетность равна 1).

РЕЗУЛЬТАТЫ И ИХ ОБСУЖДЕНИЕ

Строение и конформационные свойства свободных молекул

Рассматриваемые производные азобензола имеют несколько нежестких торсионных коорди-

нат. В обеих молекулах возможно вращение фрагментов молекул вокруг связи N=N, соответствующее переходу из транс-изомера в цис-изомер, а также вращение заместителя (OH или COOH) вокруг связи C-O или C-C соответственно. Кроме того, в молекуле PABA возможно вращение гид-роксильной группы вокруг связи O-C. Известно, что барьер перехода транс-цис очень высок. Кроме того, в работе [22] для незамещенного азобензола нами было показано, что такой переход осуществляется через «линейную» структуру (рис. 2, TS), энергия которой и определяет барьер транс-цис изомерии, равный 39,3 ккал/моль (B3LYP/cc-pVTZ). В случае молекул PABA и PAP барьер составляет 34,5 и 39,1 ккал/моль соответственно (рис. 2).

Рис. 2. Изменение энергии и строения молекул PABA и PAP

в процессе транс-цис изомеризации Fig. 2. Changes in the energy and structure of PABA and PAP molecules during trans-cis isomerization

Было определено число конформеров свободных молекул PABA и PAP, а также их электронное и геометрическое строение. Анализ потенциальных функций внутреннего вращения показал, что PABA может существовать в виде 8 конформеров, 4 из которых имеют цис-конфигурацию, а молекула PAP - в виде 4 конформеров, 2 из которых имеют цис-конфигурацию. Наиболее энергетически выгодные конформеры обеих молекул характеризуются транс-конфигурацией, когда все атомы в каждой молекуле лежат в одной плоскости. Отметим, что в кристаллическом состоянии стабилизированы структуры, близкие по строению к наиболее энергетически выгодным конформерам свободных молекул [23-25].

Таким образом, введение в молекулу азобензола 4-карбокси- и 4-гидгрокси- групп практически не влияет на энергетические характеристики процесса транс-цис изомеризации, но, как и ожидалось, приводит к большему конформационному многообразию.

Моделирование H-комплексов молекул PABA и PAP с 4-пиридил-4-н-алкилоксибензоатами. Характеристики межмолекулярных водородных связей

Наиболее энергетически выгодные конфор-меры молекул PABA и PAP были использованы для построения H-комплексов с 4-пиридил-4-н-пропилоксибензоатом, который выбран в качестве модели ряда 4-пиридил-4-н-алкилоксибензоатов. В нашей предыдущей работе было показано, что в подобных системах наиболее прочные H-ком-плексы образуются, когда акцептором водородной связи выступает атом азота пиридинового фрагмента [26-28]. Атом кислорода алкоксильной группы дает значительно менее прочную водородную связь с группой OH из-за особенностей электронного строения и стерических затруднений. Кроме того, в этом случае формируются Т-образные структуры, которые не способствуют индуцированию мезофазы.

Геометрическое строение полученных комплексов представлено на рис. 3.

Из рис. 3 видно, что H-комплексы 4-пири-дил-4-н-пропилоксибензоата с PABA и PAP принципиально отличаются друг от друга по геометрическому строению. Комплекс с PABA более линейный (l/d = 4,27), при этом все атомы молекулы кислоты и фрагмента Py-O- молекулы 4-пиридил-4-н-пропилоксибензоата лежат в одной плоскости. Молекулы в H-комплексе с PAP из-за особенностей гидроксильной группы взаимодействуют не под прямым углом, формируя изогнутое геометрическое строение (l/d = 3,66). При этом плоскость молекулы PAP располагается практически перпендикулярно плоскости пиридинового фрагмента молекулы 4-пиридил-4-н-пропилоксибензоата (рис. 3).

Следует отметить, что образующиеся водородные связи являются относительно прочными. Сравнение их характеристик целесообразно проводить с характеристиками конкурирующих водородных связей, присутствующих в кристаллах индивидуальных соединений PABA и PAP. Анализ Кембриджской кристаллографической базы данных [29] показал, что молекулы PABA, как и большинство ароматических карбоновых кислот, образуют циклические димеры, а молекулы PAP в кристалле формируют систему межмолекулярных водородных связей, когда атом водорода гидроксиль-

ной группы одной молекулы взаимодействует с од- делированы димеры молекул PABA и PAP, вос-ним из атомов азота мостиковой группы -N=N- производящие межмолекулярные взаимодействия другой молекулы. По этой причине нами были смо- в кристаллах (рис. 4).

с с

Рис. 3. Геометрическое строение H-комплексов PABA и PAP с 4-пиридил-4'-н-пропилоксибешоатом Fig. 3. Geometrical structure of H-complexes formed by PABA and PAP with 4-pyridyl-4'-«-propyloxybenzoate

PABA

PAP

Рис. 4. Геометрическое строение димеров молекул PABA и PAP Fig. 4. Geometric structure of PABA and PAP dimers

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

Таблица

Энергетические характеристики H-комплексов и димеров, характеристики водородных связей (Ac - акцептор водородной связи (N или O); AEcomp. = E(A-B) - E(A) - E(B); AEiMI = E(A-B) - E(A)SmglePomt - E(B)SinglePoint; * - AEcomp и AEimi рассчитаны на одну водородную связь; Avo-h - разность между рассчитанной частотой валентного

колебания связи O-H в мономере и соответствующем H-комплексе или димере) Table. Energy characteristics of H-complexes and dimers, characteristics of hydrogen bonds (Ac - hydrogen bond acceptor (N or O); AEcomp. = E(A-B) - E(A) - E(B); AEimi = E(A-B) - E(A)SinglePoint - E(B)SinglePoint; * - AEcomp. and AEIMI per one hydrogen bond; Avo-h - the difference between the calculated frequency of the stretching O-H vi-

Комплекс AEcomp^ ккал/моль -aeimi, ккал/моль r(№"Ac), Ä r(O-H), Ä O-№"Ac,° Avo-h, см-1

Н-комплекс с PAP 10,35 11,29 1,803 0,990 172,6 561

Н-комплекс с PABA 11,65 13,47 1,721 1,008 179,7 812

Димер PAP 5,18 5,67 1,934 0,982 167,2 415

Димер PABA 8,60* 10,60* 1,646 1,003 178,9 646

Результаты расчетов (энергии комплексо-образования AEcomp., межмолекулярного взаимодействия AEimi и характеристики водородных связей) для H-комплексов и димеров молекул PABA и PAP представлены в табл. 1.

Рассчитанные значения энергии комплек-сообразования и межмолекулярного взаимодействия, а также характеристики водородных связей позволяют ожидать, что в процессе самоорганизации в исследуемых системах состава 1:1 будут разрушаться димеры PABA и PAP и формироваться H-комплексы, так как данный путь приведет к большему понижению энергии исследуемых систем как с PABA, так и с PAP.

Анализ ИК спектров молекулярных комплексов на основе 4-пиридил-4'-н-алкилоксибензоа-тов с PABA и PAP

Для исследуемых объектов метод ИК-спек-троскопии может быть использован для идентификации межмолекулярных H-связей, так как при разрушении димеров и формировании H-комплексов должно измениться положение полосы валентного колебания связи O-H. Для циклических димеров ароматических карбоновых кислот характерным признаком является наличие в спектре двух полос невысокой интенсивности в интервале 2500-2700 см-1 [30-33]. При формировании H-комплекса с производным пиридина эти полосы исчезают, и в спектре появляются новые: широкая полоса невысокой интенсивности при ~ 2450 см-1 и полоса невысокой интенсивности при ~ 1900 см-1 [34-36].

На рисунках приведены экспериментальные ИК спектры индивидуальных PABA и PAP, а также ИК спектры их смесей с 4-пиридил-4'-н-до-децилоксибензоатом состава 1:1.

При сравнении ИК спектров PABA и ее систем с 4-пиридил-4'-н-алкилоксибензоатами состава 1:1 можно заключить, что циклические ди-

меры PABA (2550 и 2670 см"1, рис. 5а) при добавлении эквимолярного количества 4-пиридил-4'-н-алкилоксибензоата разрушаются и формируют Н-комплексы (2490 и 1935 см1, рис. 5а).

Wavelength, cm" б

Рис. 5. ИК спектры: a) PABA (I) и ее H-комплекса с 4-пири-дил-4'-н-додецилоксибешоатом (II); b) PAP (I) и его H-комплекса с 4-пиридил-4'-н-додецишжсибешоатом (II) Fig. 5. FTIR spectra: a) PABA (I) and its H-complex with 4-pyridyl-4'-n-dodecyloxybenzoate (II); b) PAP (I) and its H-com-plex with 4-pyridyl-4'-n-dodecyloxybenzoate (II)

В случае с PAP индикатором образования водородной связи между фрагментами супермолекул является изменение положения полосы валентного колебания связи O-H по сравнению с диме-ром PAP [37, 38]. В ИК спектре индивидуального PAP эта полоса находится при 3140 см-1, в спектре молекулярного комплекса PAP с 4-пиридил-4'-н-алкилоксибензоатами эта полоса исчезает, и появляется очень широкая полоса с максимумом около 2660 см-1, а также полоса при 1920 см-1.

Аналогичные особенности ИК спектров наблюдаются и для H-комплексов PABA и PAP с 4-пиридил-4'-н-гептилоксибензоатом.

Данные о мезоморфных свойствах H-ком-плекса PAP и 4-пиридил-4'-н-гептилоксибензоата состава 1:1

Возможность проявления мезоморфных свойств исследуемыми системами доказана методами ДСК (рис. 6) и поляризационной термомикроскопии на примере H-комплекса PAP и 4-пиридил-4'-н-додецилоксибензоата состава 1:1. На рис. 7 приведена микрофотография конфокальной текстуры [39], характерной для смектической мезо-фазы. Мезофаза существует в температурном интервале 101,4-109,4 °С.

Рис. 6. ДСК кривая, зарегистрированная для PAP и 4-пиридил-4'-н-додецилоксибензоата (1:1) в режимах нагревания

и охлаждения

Fig. 6. DSC curve recorded for the H-complex of PAP and 4-pyridyl 4'-«-dodecyloxybenzoate (1:1) in heating and cooling modes

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

Таким образом, выполненные экспериментальные и теоретические исследования позволяют заключить, что самоорганизация в исследуемых системах PABA и PAP с 4-пиридил-4'-н-алкилок-сибензоатами состава 1:1 идет в направлении формирования молекулярных комплексов за счет образования водородных связей в супермолекулах. Строение супермолекул Н-комплексов, а также наличие у них геометрической анизотропии a priori позволяют предполагать наличие у исследуемых систем мезоморфных свойств. Показано, что H-комплекс PAP и 4-пиридил-4'-н-гептилоксибензо-ата состава 1:1 обладает смектической мезофазой в температурном интервале 101,4-109,4 °С.

Рис. 7. Микрофотография конфокальной текстуры, полученная при температуре 106 °С для H-комплекса PAP и 4-пири-

дил-4' -н-додецилоксибензоата (1:1) Fig. 7. Photograph of the focal-conic texture recorded for the H-complex of PAP and 4-pyridyl 4' -и-dodecyloxybenzoate (1:1) at a temperature of 106 °C

БЛАГОДАРНОСТИ

Исследование выполнено за счет гранта Российского научного фонда (проект № 20-73-00231).

Авторы заявляют об отсутствии конфликта интересов, требующего раскрытия в данной статье.

ЛИТЕРАТУРА

1. Bisoyi H.K., Li Q. Liquid Crystals: Versatile Self-Organized Smart Soft Materials. Chem. Rev. 2022. V. 122. N 5. P. 4887-4926. DOI: 10.1021/acs.chemrev.1c00761.

2. Lugger Sean J.D., Houben Simon J.A., Foelen Yari, Debije Michael G., Schenning Albert P.H.J., Mulder Dirk J. Hydrogen-Bonded Supramolecular Liquid Crystal Polymers: Smart Materials with Stimuli-Responsive, Self-Healing, and Recyclable Properties. Chem. Rev. 2022. V. 122. P. 4946-4975. DOI: 10.1021/acs.chemrev.1c00330.

3. Cheng X.H., Gao H.F. Hydrogen Bonding for Supramolecular Liquid Crystals. In: Hydrogen Bonded Supramolecular Materials. Lecture Notes in Chemistry. Ed. by Z.T. Li, L.Z. Wu. V. 88. Berlin, Heidelberg: Springer. 2015. P. 133-183. DOI: 10.1007/978-3-662-45780-1_5.

4. Kato T. Self-assembly of phase-segregated liquid crystal structures. Science. 2002. V. 295. N 5564. P. 2414-2418. DOI: 10.1126/science. 1070967.

5. Antipin IS. Functional supramolecular systems: design and applications. Russ. Chem. Rev. 2021. V. 90. N 8. P. 895-1107. DOI: 10.1070/RCR5011.

6. Бурмистров В.А., Александрийский В.В., Койфман О.И. Водородная связь в термотропных жидких кристаллах. М.: КРАСАНД. 2013. 352 с.

7. Александрийский В.В., Бурмистров В.А. Водородная связь в системах каламитный жидкий кристалл - немезоген. Жидк. крист. и их практич. использ. 2008. N° 2. С. 5-21.

8. Саутина Н.В., Мифтахова Э.М., Силахина К.В., Га-ляметдинов Ю.Г. Высвобождение ацетил гексапептида-3 с применением жидкокристаллической системы на основе лецитина. Изв. вузов. Химия и хим. технология. 2019. Т. 62. Вып. 5. С. 24-30. DOI: 10.6060/ivkkt.20196205.5772.

9. Zheng M.-Y., Wei Y.-S., Geng W., Guo N.-N., Zhang P. Synthesis of Multiring Azo-Benzoic Acid Liquid Crystalline Molecules and Their Special Photosensitive Property. Molec. Cryst. Liq. Cryst. 2015. V. 608. N 1. P. 1-13. DOI: 10.1080/15421406.2014.949591.

10. Ahmed H.A., Hagar M., Aljuhani A. Mesophase behavior of new linear supramolecular hydrogen-bonding complexes. RSCAdv. 2018. V. 8. N 61. P. 34937-34946. DOI: 10.1039/C8RA07692H.

11. Vapaavuori J., Bazuin C.G., Priimagi A. Supramolecu-lar design principles for efficient photoresponsive poly-mer-azobenzene complexes. J. Mater. Chem. C. 2018. V. 6. N 9. P. 2168-2188. DOI: 10.1039/C7TC05005D.

12. Wang X., Vapaavuori J., Bazuin C.G., Pellerin C. Molecular-Level Study of Photoorientation in Hydrogen-Bonded Azopolymer Complexes. Macromolecules. 2018. V. 51. N 3. P. 1077-1087. DOI: 10.1021/acs.macromol.7b02534.

13. Al-Mutabagani L.A., Alshabanah L.A., Ahmed H.A., Hagar M., Al-Ola K.A.A. New Symmetrical U- and Wavy-Shaped Supramolecular H-Bonded Systems; Geometrical and Mesomorphic Approaches. Molecules. 2020. V. 25. N 6. P. 1420. DOI: 10.33 90/molecules25061420.

ACKNOWLEDGMENTS

This work was supported by the Russian Science Foundation (grant number 20-73-00231).

The authors declare the absence a conflict of interest warranting disclosure in this article.

REFERENCES

1. Bisoyi H.K., Li Q. Liquid Crystals: Versatile Self-Organized Smart Soft Materials. Chem. Rev. 2022. V. 122. N 5. P. 4887-4926. DOI: 10.1021/acs.chemrev.1c00761.

2. Lugger Sean J.D., Houben Simon J.A., Foelen Yari, Debije Michael G., Schenning Albert P.H.J., Mulder Dirk J. Hydrogen-Bonded Supramolecular Liquid Crystal Polymers: Smart Materials with Stimuli-Responsive, Self-Healing, and Recyclable Properties. Chem. Rev. 2022. V. 122. P. 4946-4975. DOI: 10.1021/acs.chemrev.1c00330.

3. Cheng X.H., Gao H.F. Hydrogen Bonding for Supramolec-ular Liquid Crystals. In: Hydrogen Bonded Supramolecular Materials. Lecture Notes in Chemistry. Ed. by Z.T. Li, L.Z. Wu. V. 88. Berlin, Heidelberg: Springer. 2015. P. 133-183. DOI: 10.1007/978-3-662-45780-1_5.

4. Kato T. Self-assembly of phase-segregated liquid crystal structures. Science. 2002. V. 295. N 5564. P. 2414-2418. DOI: 10.1126/science.1070967.

5. Antipin IS. Functional supramolecular systems: design and applications. Russ. Chem. Rev. 2021. V. 90. N 8. P. 895-1107. DOI: 10.1070/RCR5011.

6. Burmistrov V.A., Alexandrijskiy V.V., Koifman O.I. Hydrogen bonding in thermotropic liquid crystals. M.: KRASAND. 2013. 352 p. (in Russian).

7. Alexandrijskiy V.V., Burmistrov V.A. Hydrogen bonding in calamitic liquid crystal - non-mesogen systems. Zhidk. Krist. Prakt. Ispol. 2008. N 2. P. 5-21 (in Russian).

8. Sautina N.V., Miftahova E.M., Silakhina K.V., Gal-yametdinov Y.G. Releasing of acetylhexapeptide-3 us-inga lecithin based liquid crystal system. Chem-ChemTech [Izv. Vyssh. Uchebn. Zaved. Khim. Khim. Tekhnol.]. 2019. V. 62. N 5. P. 24-30 (in Russian). DOI: 10.6060/ivkkt.20196205.5772.

9. Zheng M.-Y., Wei Y.-S., Geng W., Guo N.-N., Zhang P. Synthesis of Multiring Azo-Benzoic Acid Liquid Crystalline Molecules and Their Special Photosensitive Property. Molec. Cryst. Liq. Cryst. 2015. V. 608. N 1. P. 1-13. DOI: 10.1080/15421406.2014.949591.

10. Ahmed H.A., Hagar M., Aljuhani A. Mesophase behavior of new linear supramolecular hydrogen-bonding complexes. RSC Adv. 2018. V. 8. N 61. P. 34937-34946. DOI: 10.103 9/C8RA07692H.

11. Vapaavuori J., Bazuin C.G., Priimagi A. Supramolecular design principles for efficient photoresponsive polymer-azobenzene complexes. J. Mater. Chem. C. 2018. V. 6. N 9. P. 2168-2188. DOI: 10.1039/C7TC05005D.

12. Wang X., Vapaavuori J., Bazuin C.G., Pellerin C. Molecular-Level Study of Photoorientation in Hydrogen-Bonded Azopolymer Complexes. Macromolecules. 2018. V. 51. N 3. P. 1077-1087. DOI: 10.1021/acs.macromol.7b02534.

13. Al-Mutabagani L.A., Alshabanah L.A., Ahmed H.A., Hagar M., Al-Ola K.A.A. New Symmetrical U- and Wavy-Shaped Supramolecular H-Bonded Systems; Geometrical and Mesomorphic Approaches. Molecules. 2020. V. 25. N 6. P. 1420. DOI: 10.3390/molecules25061420.

14. Johnson J.F., Porter R.S. Liquid Crystals and Ordered Fluids. New York: Plenum Press. 1970. 490 p. DOI: 10.1007/978-1-4684-8214-0.

15. Furniss B.S., Hannaford A.J., Smith P.W.G., Tatchell A.R. In: Vogel's Textbook of Practical Organic Chemistry. Essex, England: Longman Sci. and Tech. 1989. 1014 p.

16. 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., Kobayashi R., Normand J., Raghavachari K, Rendell A., Burant 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., Jaramillo 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., Foresman J.B., Ortiz J.V., Cioslowski J., Fox D.J. Gaussian 09, Revision D.02. Wallingford CT: Gaussian Inc. 2009.

17. Zhurko G.A., Zhurko D.A. Chemcraft Program. http://www.chemcraftprog.com/

18. Becke D.A. A new mixing of Hartree-Fock and local density-functional theories. J. Chem. Phys. 1993. V. 98. N 2. P. 1372-1377. DOI: 10.1063/1.464304.

19. Lee C., Yang W., Parr R.G. Development of the Colle-Sal-vetti correlation-energy formula into a functional of the electron density. Phys. Rev. B. 1988. V. 37. P. 785-789. DOI: 10.1103/PhysRevB.37.785.

20. Dunning T.H. Gaussian basis sets for use in correlated molecular calculations. I. The atoms boron through neon and hydrogen. J. Chem. Phys. 1989. V. 90. P. 1007-1023. DOI: 10.1063/1.456153.

21. Peng C., Ayala P.Y., Schlegel H.B., Frisch M.J. Using redundant internal coordinates to optimize equilibrium geometries and transition states. J. Comput. Chem. 1996. V. 17. N 1. P. 49-56. DOI: 10.1002/(SICI)1096-987X(19960115)17:1%3C49::AID-JCC5%3E3.0.m;2-0.

22. Гиричева Н.И., Лебедев И.С., Федоров М.С., Бубнова К.Е., Гиричев Г.В. Структурные аспекты процессов транс-цис-изомеризации азобензола, 4,4'-азопиридина и азоксибензола. Журн. структ. химии. 2021. Т. 62. № 12. С. 2097-2108. DOI: 10.26902/JSC_id87024.

23. Yadava К, Qin X., Liu X., Vittal J. Straight, bendable and bent organic crystals. J. Chem. Commun. 2019. V. 55. P. 14749. DOI: 10.1039/C9CC07774J.

24. Шамуратов Э.Б., Бацанов А.С., Стручков Ю.Т., Шу-куров А., Махсумов А.Г., Сабиров В.Х Кристаллическая структура 4-оксиазобензола. Журн. структ. химии. 1991. Т. 32. № 3. С. 146-148. DOI: 10.1007/BF00745774.

25. Albayrak C., Gumrukcuoglu I.E., Odabasoglu M., Buyukgungor O. (E)-2-Methyl-4-(phenyl-diazen-yl)phe-nol. Acta Crystallograph. Sect. E: Struct. Rep. Online. 2007. V. 6. P. o3662. DOI: 10.1107/S1600536807036501.

14. Johnson J.F., Porter R.S. Liquid Crystals and Ordered Fluids. New York: Plenum Press. 1970. 490 p. DOI: 10.1007/978-1-4684-8214-0.

15. Furniss B.S., Hannaford A.J., Smith P.W.G., Tatchell A.R. In: Vogel's Textbook of Practical Organic Chemistry. Essex, England: Longman Sci. and Tech. 1989. 1014 p.

16. 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., Kobayashi R., Normand J., Raghavachari K., Rendell A., Burant 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., Jaramillo 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., Foresman J.B., Ortiz J.V., Cioslowski J., Fox D.J. Gaussian 09, Revision D.02. Wallingford CT: Gaussian Inc. 2009.

17. Zhurko G.A., Zhurko D.A. Chemcraft Program. http://www.chemcraftprog.com/

18. Becke D.A. A new mixing of Hartree-Fock and local density-functional theories. J. Chem. Phys. 1993. V. 98. N 2. P. 1372-1377. DOI: 10.1063/1.464304.

19. Lee C., Yang W., Parr R.G. Development of the Colle-Sal-vetti correlation-energy formula into a functional of the electron density. Phys. Rev. B. 1988. V. 37. P. 785-789. DOI: 10.1103/PhysRevB.37.785.

20. Dunning T.H. Gaussian basis sets for use in correlated molecular calculations. I. The atoms boron through neon and hydrogen. J. Chem. Phys. 1989. V. 90. P. 1007-1023. DOI: 10.1063/1.456153.

21. Peng C., Ayala P.Y., Schlegel H.B., Frisch M.J. Using redundant internal coordinates to optimize equilibrium geometries and transition states. J. Comput. Chem. 1996. V. 17. N 1. P. 49-56. DOI: 10.1002/(SICI)1096-987X(19960115)17:1%3C49::AID-JCC5%3E3.0.CO;2-0.

22. Giricheva N.I., Fedorov M.S., Lebedev I.S., Bubnova K.E., Girichev G.V. Structural aspects of trans-cis isom-erization of azobenzene, 4,4'-azopyridine, and azoxyben-zene. J. Struct. Chem. 2021. V. 62. N 12. P. 1976-1987. DOI: 10.1134/S0022476621120179.

23. Yadava K., Qin X., Liu X., Vittal J. Straight, bendable and bent organic crystals. J. Chem. Commun. 2019. V. 55. P. 14749. DOI: 10.1039/C9CC07774J.

24. Shamuratov E.B., Batsanov A.S., Struchkov Yu.T., Shuku-rov A., Makhsumov A.G., Sabirov V.Kh. Crystal structure of 4-hydroxyazobenzene. Zhurn. Strukt. Khim. 1991. 32(3). P. 146-148 (in Russian). DOI: 10.1007/BF00745774.

25. Albayrak C., Gumrukcuoglu I.E., Odabasoglu M., Buyukgungor O. (E)-2-Methyl-4-(phenyl-diazen-yl)phe-nol. Acta Crystallograph. Sect. E: Struct. Rep. Online. 2007. V. 6. P. o3662. DOI: 10.1107/S1600536807036501.

26. Giricheva N.I., Syrbu S.A., Fedorov M.S., Bubnova K.E., Girichev G.V., Kiselev M.R. H-complexes in the "4-n-alkoxybenzoic acid: 4-pyridyl 4'-n-alkoxybenzoate" system. IR spectroscopy and quantum chemical calculations. J. Molec. Liq. 2019. V. 277. P. 833-842. DOI: 10.1016/j.mol-liq.2019.01.029.

27. Fedorov M.S., Giricheva N.I., Syrbu S.A., Belova E.A., Filippov I.A., Kiselev M.R. New supramolecular hydrogen-bonded liquid crystals based on 4-alkylbenzenesul-fonic acids and 4-pyridyl 4'-alkyloxybenzoates: quantum chemical modeling and mesomorphic properties. J. Molec. Struct. 2021. V. 1244. P. 130890. DOI: 10.1016/j.mol-struc.2021.130890.

28. 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-пропи-локсикоричной кислоты и немезогенов типа Ph-X-Ph. Изв. вузов. Химия и хим. технология. 2019. Т. 62. Вып. 4. С. 87-94. DOI: 10.6060/ivkkt.20196204.5973i.

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

30. Hu Y.J., Fu H.B., Bernstein E.R. IR plus vacuum ultraviolet spectroscopy of neutral and ionic organic acid molecules and clusters: acetic acid. J. Chem. Phys. 2006. V. 125. N 18. P. 184308. DOI: 10.1063/1.2378626.

31. Tolstorozhev G.B., Bel'kov M.V., Skornyakov I.V., Ba-zyl O.K., Artyukhov V.Y., Mayer G.V., Shadyro O.I., Kuzovkov P.V., Brinkevich S.D., Samovich S.N. Infrared spectroscopy of hydrogen bonds in benzoic acid derivatives. J. Appl. Spectrosc. 2014. V. 81. N 1. P. 109-117. DOI:10.1007/s10812-014-9895-8.

32. Hosoya H., Tanaka J., Nagakura S. Ultraviolet absorption spectra of monomer and dimer of benzoic acid. J. Molec. Spectrosc. 1962. V. 8. N 1-6. P. 257-275. DOI: 10.1016/0022-2852(62)90027-9.

33. Syrbu S.A., Fedorov M.S., Giricheva N.I., Novikov V.V., Filippov I.A., Kiselev M.R. Supramolecular complexes based on 4-n-alkoxycinnamic acids and pyridine derivatives: Mesomorphic properties and prospects of applying to tri-bosystems. J. Molec. Liq. 2020. V. 3051. P. 112796. DOI: 10.1016/j.molliq.2020.112796.

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

35. Paterson D.A., Martinez-Felipe A., Jansze S.M. Mar-celis A.T.M, Storey J.M.D., Imrie C.T. New insights into the liquid crystal behaviour of hydrogen-bonded mixtures provided by temperature-dependent FTIR spectros-copy. Liq. Cryst. 2015. V. 5-6. P. 928-939. DOI: 10.1080/02678292.2015.1037122.

36. Martinez-Felipe A., Imrie C.T. The role of hydrogen bonding in the phase behaviour of supramolecular liquid crystal dimers. J. Molec. Struct. 2015. V. 1100. P. 429-437. DOI: 10.1016/j.molstruc.2015.07.062.

26. Giricheva N.I., Syrbu S.A., Fedorov M.S., Bubnova K.E., Girichev G.V., Kiselev M.R. H-complexes in the "4-n-alkoxybenzoic acid: 4-pyridyl 4'-n-alkoxybenzoate" system. IR spectroscopy and quantum chemical calculations. J. Molec. Liq. 2019. V. 277. P. 833-842. DOI: 10.1016/j.mol-liq.2019.01.029.

27. Fedorov M.S., Giricheva N.I., Syrbu S.A., Belova E.A., Filippov I.A., Kiselev M.R. New supramolecular hydrogen-bonded liquid crystals based on 4-alkylbenzenesulfonic acids and 4-pyridyl 4'-alkyloxybenzoates: quantum chemical modeling and mesomorphic properties. J. Molec. Struct. 2021. V. 1244. P. 130890. DOI: 10.1016/j.molstruc.2021.130890.

28. 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 non-mesogenes of Ph-X-Ph type. ChemChemTech [Izv. Vyssh. Uchebn. Zaved. Khim. Khim. Tekhnol.]. 2019. V. 62. N 4. P. 87-94 (in Russian). DOI: 10.6060/ivkkt.20196204.5973i.

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

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

30. Hu Y.J., Fu H.B., Bernstein E.R. IR plus vacuum ultraviolet spectroscopy of neutral and ionic organic acid molecules and clusters: acetic acid. J. Chem. Phys. 2006. V. 125. N 18. P. 184308. DOI: 10.1063/1.2378626.

31. Tolstorozhev G.B., Bel'kov M.V., Skornyakov I.V., Ba-zyl O.K., Artyukhov V.Y., Mayer G.V., Shadyro O.I., Kuzovkov P.V., Brinkevich S.D., Samovich S.N. Infrared spectroscopy of hydrogen bonds in benzoic acid derivatives. J. Appl. Spectrosc. 2014. V. 81. N 1. P. 109-117. DOI:10.1007/s10812-014-9895-8.

32. Hosoya H., Tanaka J., Nagakura S. Ultraviolet absorption spectra of monomer and dimer of benzoic acid. J. Molec. Spectrosc. 1962. V. 8. N 1-6. P. 257-275. DOI: 10.1016/0022-2852(62)90027-9.

33. Syrbu S.A., Fedorov M.S., Giricheva N.I., Novikov V.V., Filippov I.A., Kiselev M.R. Supramolecular complexes based on 4-n-alkoxycinnamic acids and pyridine derivatives: Mesomorphic properties and prospects of applying to tri-bosystems. J. Molec. Liq. 2020. V. 3051. P. 112796. DOI: 10.1016/j.molliq.2020.112796.

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

35. Paterson D.A., Martinez-Felipe A., Jansze S.M. Marcelis A.T.M, Storey J.M.D., Imrie C.T. New insights into the liquid crystal behaviour of hydrogen-bonded mixtures provided by temperature-dependent FTIR spectroscopy. Liq. Cryst. 2015. V. 5-6. P. 928-939. DOI: 10.1080/02678292.2015.1037122.

36. Martinez-Felipe A., Imrie C.T. The role of hydrogen bonding in the phase behaviour of supramolecular liquid crystal dimers. J. Molec. Struct. 2015. V. 1100. P. 429-437. DOI: 10.1016/j.molstruc.2015.07.062.

37. Pfletscher M., Mezger M., Giese M. On the impact of linking groups in hydrogen-bonded liquid crystals - a case study. Soft Matter. 2018. V. 14. P. 6214-6221. DOI: 10.1039/C8SM00802G.

38. Pfletscher M., Wölper Ch., Gutmann J. S., Mezgerd M., Giese M. A modular approach towards functional supramolec-ular aggregates - subtle structural differences inducing liquid crystallinity. Chem. Commun. 2016. V. 52. P. 8549-8552. DOI: 10.1039/C6CC03966A.

39. Barón M. Definitions of basic terms relating to low-molar-mass and polymer liquid crystals (IUPAC Recommendations 2001). Pure Appl. Chem. 2001. V. 73. N 5. P. 845-895. DOI: 10.1351/pac200173050845.

37. Pfletscher M., Mezger M., Giese M. On the impact of linking groups in hydrogen-bonded liquid crystals - a case study. Soft Matter. 2018. V. 14. P. 6214-6221. DOI: 10.1039/C8SM00802G.

38. Pfletscher M., Wölper Ch., Gutmann J. S., Mezgerd M., Giese M. A modular approach towards functional supramolecu-lar aggregates - subtle structural differences inducing liquid crystallinity. Chem. Commun. 2016. V. 52. P. 8549-8552. DOI: 10.1039/C6CC03966A.

39. Barón M. Definitions of basic terms relating to low-molar-mass and polymer liquid crystals (IUPAC Recommendations 2001). Pure Appl. Chem. 2001. V. 73. N 5. P. 845-895. DOI: 10.1351/pac200173050845.

Поступила в редакцию 12.05.2022 Принята к опубликованию 29.06.2022

Received 12.05.2022 Accepted 29.06.2022

i Надоели баннеры? Вы всегда можете отключить рекламу.