Внутримолекулярные колебания и структурная нежесткость водородосвязанных комплексов разной природы

Аннотация
Выполнен анализ ядерной динамики трех Н-комплексов А···А, А···В₁ и А···В₂, в состав которых входят молекулы, обладающие разным набором нежестких координат и существенно разной структурной нежесткостью (А – п-н-пропилоксибензойная кислота; В₁ – 4'-пиридил 4-пропилоксибензоат; В₂ – 4'-н-пропилокси-4-бифенилкарбонитрил). Показано, что амплитуды колебаний заместителя –OC_nH_2n+1 относительно остова молекулы зависят от конформации заместителя и увеличиваются при переходе от конформации с плоским строением углеродного остова к конформациям с неплоским строением остова заместителя. Отмечено, что амплитуды колебаний концевых атомов заместителя относительно остова молекулы для четных гомологов оказываются меньше, чем для нечетных гомологов.
Выполнены расчеты амплитуд внутримолекулярных колебаний комплексов А···А, А···В₁ и А···В₂ для температур, соответствующих кристаллической и изотропно-жидкой фазам. Показано, что наибольшую жесткость и наименьшие амплитуды колебаний имеет циклический димер кислоты А···А. В комплексе А···В₁ остовная часть, заключенная между атомами O(–R) двух молекул, в указанном интервале температур является динамически жесткой, однако амплитуды колебаний между атомами алкильных заместителей резко возрастают с ростом температуры и становятся существенными, приводя к нарушению межмолекулярного порядка в системе. Проведенный анализ прочности водородной связи, структурной и ядерной динамики комплекса А···В₂ показывает, что вероятность его существования невелика. Более высока вероятность того, что система А-В₂ может состоять из других структурных единиц, например жесткого димера А···А и двух мономеров В₂.

Ключевые слова: жидкие кристаллы, п-н-алкилоксибензойная кислота, 4'-пиридил 4-пропилоксибензоат, 4'-н-пропилокси-4-бифенилкарбонитрил, квантово-химические расчеты, конформеры, амплитуды колебаний, Н-комплексы, водородная связь, ядерная динамика