Интерес к структурным исследованиям бензоилоксикарбоновых кислот и их производных связан как с наличием мезоморфных свойств, так и с возможностью создания на их основе ценных люминесцентных комплексов с редкоземельными элементами [1]. Перспективность последних для внедрения в качестве активных компонентов жидкокристаллических дисплеев хорошо известна [2-4]. Целью настоящей работы является компьютерное моделирование спектра комбинационного рассеяния света 4-[(4-гептилокси)бензоилокси]бензойной кислоты (I) с помощью неэмпирического квантовохимического приближения HF/6-31+G(d) (пакет GAUSSIAN 03 [5]) в рамках метода непрерывного поляризуемого континуума (PCM, растворитель – бензол).
Полученные результаты представлены в таблице.
Основные колебательные частоты соединения I
|
Частота, см-1 (интенсивность, Å4/a.e.m) |
Отнесение |
Частоты из экспериментального КР спектра, см-1 |
|
3060 (166), 3058 (201), 3056 (116) |
νС-Н аром. |
3088, 3081, 3073 |
|
2910 (140), 2856 (346) |
νСН3 |
2896, 2861 |
|
2871 (211) |
νСН2 |
2878, 2861 |
|
1752 (192) |
νС4=О5 + δС4О6Н7 |
1740 |
|
1748 (111) |
νС2=О3 + δСаром.С2О1 |
1735 |
|
1614 (99), 1603 (566) |
νС-С аром. |
1631, 1604 |
|
1191 (54) |
δС4О6Н7 |
1205 |
|
1154 (83) |
δССН аром. |
1159 |
|
904 (27) |
τО1ССН аром. |
886 |
Примечание: ν − валентное колебание, δ − деформационное, τ − торсионное
При определении расчетных колебательных мод использовалась процедура масштабирования с коэффициентом 0.8953, соответствующим уровню теории HF/6-31+G(d) [6].
В ходе отнесения проведены анализ распределения потенциальной энергии (РПЭ) по естественным колебательным координатам (валентным связям и углам, двугранным углам и координатам, соответствующих выходу связей из плоскости молекулы), а также анализ формы нормальных колебаний. Последний позволил установить степень участия каждой колебательной координаты в данной полосе КР, а исследование РПЭ по колебательной координате показывает, в каком структурном элементе локализована потенциальная энергия данного колебания. Анализ РПЭ показывает, что большинство колебаний являются смешанными. В областях 10-800 см-1 и 1620-1200 см-1 вклад в колебания от различных колебательных координат меньше 5 %, т.е. они не являются характеристическими. Поэтому в таблице, за исключением полос при 1614 и 1603 см-1, представлены только наиболее активные и имеющие отчетливые проявления в спектре КР колебания, вклад в которые от колебательных координат составляет больше 5%. Необходимо отметить, что для большинства представленных частот вклады в РПЭ укладываются в диапазон 10-25%. Исключением являются моды νСН3 (2910 см-1, 37%) и νС-Н аром. (3058 см-1, 39%, 3056 см-1, 50%, 3060 см-1, 54%).
Рассмотренные колебательные частоты являются отличительной спектральной характеристикой 4-бензоилоксикарбоновых кислот и могут быть использованы для идентификации и подтверждения структуры соединений этого класса.
Экспериментальный спектр КР соединения (I) в растворе бензол-хлороформ был зарегистрирован на спектрометре ДФС-24 с использованием линии 488 нм аргонового лазера ЛГН-503 мощностью 200 мВт на образце. Погрешность в определении положения полос КР не превышала ± 2 см-1.