Замещенные бензоилоксикарбоновые кислоты обладают мезоморфными свойствами; на их основе возможно создание ценных в практическом отношении люминесцентных комплексов с редкоземельными элементами [1-4]. Целью настоящей работы является компьютерное моделирование спектра комбинационного рассеяния света 4-[(4-додецилокси)бензоилокси]бензойной кислоты (I) с помощью неэмпирического квантовохимического приближения HF/6-31+G(d) (пакет GAUSSIAN 03 [5]).
При определении расчетных колебательных мод использовалась процедура масштабирования с коэффициентом 0.8953, соответствующим уровню теории HF/6-31+G(d) [6].
Проведен анализ распределения потенциальной энергии (РПЭ) по естественным колебательным координатам (валентным связям и углам, двугранным углам и координатам, соответствующих выходу связей из плоскости молекулы). Анализ формы нормальных колебаний позволяет 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. В таблице представлены рассчитанные и экспериментальные частоты, интенсивности полос КР и РПЭ (в скобках указан процентный вклад координаты в полную потенциальную энергию колебания). Анализ РПЭ показывает, что большинство колебаний являются смешанными. При этом в области 10-800 см−1 вклад в колебания от различных колебательных координат меньше 5%, т.е. они не являются характеристическими и поэтому в таблице не представлены. Рассмотренные колебательные частоты являются отличительной спектральной характеристикой 4-бензоилоксикарбоновых кислот и могут быть использованы для идентификации и подтверждения структуры соединений этого класса. Так, спектр КР 4-[(4-гептилокси)бензоилокси]бензойной кислоты, исследованный ранее [7], содержит близкий набор колебательных частот; в частности, экспериментальное значение νС-С аром. составляет 1631 см1 в сравнении с 1635 см-1 для соединения I, а колебания νС=О + δС аром. – 1735 см-1 (1740 см-1 для соединения I).
Основные колебательные частоты соединения I
|
Отнесение (вклад в РПЭ, %) |
ν, см−1 (расчет) |
ν, см−1 (эксп.) |
|
ν C16H19 (19) + ν C17H20 (53) |
3058 |
3108 |
|
ν C3H2 (38) + ν C4H3 (11) + ν O2H4 (26) |
3056 |
3085 |
|
ν C19H21 (49) + ν C20H22 (19) |
3055 |
3073 |
|
ν C22H24 (6) + ν C22H25 (6)+ ν C23H26 (9) + ν C23H26 (9) + ν C24,H28 (7) + ν C24,H29 (7) |
2850 |
2900 |
|
ν C10H9 (5) + ν C10H10 (5) + ν C12H13 (7) + ν C12H14 (7) + ν C22H24 (5) + ν C22H25 (5) + ν C13H15 (5) + ν C13H16 (5) + ν C14H17 (5) + ν C14H18 (5) |
2847 |
2886 |
|
ν C21O4 (20) + ν C18C21 (9) + δ C21O5H23 (10) |
1775 |
1740 |
|
ν C7O2 (18) + ν C5C7 (8) + ν C7O3 (5) + δ C5C7O3 (8) |
1733 |
1771 |
|
ν C16C17(5) + ν C19C20 (5) + δ C18C19H21 (5) |
1616 |
1635 |
|
δ C21O5H22 (12) |
1198 |
1205 |
|
δ C3C6H4 (7) + δ C5C6H4 (7) |
1157 |
1163 |
|
τ O3C15C16H19 (7) + τ O3C15C20H22 (7) |
904 |
895 |
Примечание. ν − валентное колебание, δ − деформационное, τ – торсионное.
Экспериментальный спектр КР соединения (I) в таблетке 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.
Работа выполнена при финансовой поддержке Минобрнауки России в рамках базовой части госзадания образовательным организациям высшего образования.