Влияние структурных особенностей азо-, азокси-, азодиокси-бензолов и пиридинов на мезоморфные свойства систем на их основе

Аннотация
С помощью квантово-химических расчетов уровня DFT/B3LYP/cc-pVTZ определены геометрические параметры, электронные и колебательные характеристики транс-изомеров азо-, азокси-, азодиокси-бензола и азо-, азокси-пиридина, которые могут выступать в качестве прекурсоров для синтеза индивидуальных соединений или как компоненты супрамолекулярных комплексов, обладающих мезоморфными свойствами. Показано, что мостиковые азо-, азокси- и азодиокси-группы являются акцепторами электронной плотности по отношению к фенильным и пиридиновым фрагментам. Оценено влияние числа атомов кислорода в мостиковой группе на свойства молекул. Рассчитаны потенциальные функции внутреннего вращения U(φ) и амплитуды торсионных колебаний фенильных и пиридиновых фрагментов, приводящие к нарушению плоской структуры молекул. Показана корреляция между рассчитанной функцией U(φ) и диаграммой распределения величины торсионного угла φ(CCNN) во фрагменте –Ph–N=N–Ph– среди конформаций, стабилизированных в кристаллах. Предполагается, что у молекул Ph–N=N–Ph с большей амплитудой торсионных колебаний, чем в молекулах с азокси- и азодиокси-группами, можно ожидать нарушения ближнего порядка в кристалле при более низкой температуре. Для соединений Ph1–N(O)–N–Ph2 одной из причин расширения интервала существования мезофаз ΔТ может являться асимметрия остова и разные амплитуды торсионных колебаний двух фенильных фрагментов Ph1 и Ph2. Данные, полученные для рассмотренных молекул, позволяют прогнозировать конформационные свойства и структурную нежесткость многочисленных мезоморфных соединений, содержащих подобные фрагменты.

Ключевые слова: азобензол, азопиридин, азоксибензол, жидкие кристаллы, DFT расчеты, структурная нежесткость