Введение к работе
Актуальность работы: Диссертационная работа посвящена исследованию строения кристаллов прототропных органических соединений -N' -производных изопикотингидразидов и N-оксндов азометинов, изучению строения н характера образованных межмолекулярных водородных связей (ММВС), фотохимическим превращениям в этих кристаллах. Интерес к строению таких соединений связан с возможностью создания па их основе кристаллических фотохромных систем с фотоинициируемым переносом протона. Фотохромные кристаллы имеют ряд преимуществ, по сравнению с фотохромними материалами, работающими в других средах:
для фотохромных кристаллов не нужно создавать специальную рабочую среду, они работают в своей собственной;
высокая степень молекулярной организации в кристаллах позволяет управлять фотохромнымн превращениями через структуру молекул и их упаковку ;
- фотохромные превращения могут быть детально исследованы различными физико-химическими методами, включая рентгепоструктурпыи анализ, спектральные методы и т.д.
Однако высокая плотность упаковки молекул в кристаллах может препятствовать фотохромным превращениям, приводить к разрушению кристаллов и уменьшению числа циклов взаимопревращений. Эти проблемы могут быть решены для фотохромных кристаллов с фотоинициируемым переносом протона. В таких прототропных кристаллах перенос протона не вызывает существенного изменения положения тяжелых атомов, однако приводит к изменению спектральных характеристик, необходимому для практического применения фотохромных систем.
Целью и основной задачей работы явилось исследование строения и свойств потенциально прототропных кристаллов не с внутримолекулярной водородной связью (ВМВС), а с ММВС между протонодонорным и протоноакцепторньш центрами. В прототропных кристаллах с ММВС расстояние между реакционными центрами в большей степени, чем с ВМВС зависит от упаковки молекул, Это значит, что изменяя упаковку молекул, мы
можем изменять расстояние между реакционными центрами и тем самым
влиять на барьер переноса протона и устойчивость фотоформы. Поэтому
основной задачей работы было исследование влияния структуры потенциально
протогршшы.ч органических соединений - N'-ироизводных
изоникотшігидразїщов и N-оксидов азомегшюв на характер и особенности образования в кристатлах O-Н...О, N-H...O, N-H...N ММВС, как возможных каналов для межмолекулярного переноса протона; изучение способов управления структурой ММВС, условий получения кристаллов с заданной топологией ММВС.
Научная новизна и практическая значимость работы. Проведено рентгеноструктурное исследование 20 органических соединений производных N'-оксидов азометинов (нитронов) и производных N'-замещенных изоникотингидразидов. На основании рентгеноструктурных данных и квантовохимических расчетов с использованием данных УФ- и ИК-спектроскопии изучен характер структурных превращений в их кристаллах, установлены структурные факторы, влияющие на фотохимические свойства исследованных соединений, предложены способы структурной модификации таких кристаллов, влияющие на их фотохимические свойства, найдены условия получения кристаллов N'-оксидов азометинов (нитронов) и производных N'-замещенных изоникотингидразидов с заданной структурой ММВС. Показана возможность создания кристаллических фотохромних систем с межмолекулярным переносом протона для исследованных соединений и возможность управления строением и свойствами таких систем через их молекулярную и кристаллическую структуру.
Апробация работы. Основные результаты работы докладывались на семинарах Отдела строения вещества ИХФЧ РАН, VIII Всесоюзном симпозиуме по межмолекулярному взаимодействию и конформациям молекул (Новосибирск, 1990), VI Всесоюзном совещании по органической кристаллохимии (Киев, 1991), IX Международном симпозиуме по органической кристалохимии (Познань, 1994).
По результатам диссертационной работы опубликованы 9 статей в научных журналах и тезисы 3 докладов.
Структура и объем диссертации. Диссертация состоит из введения, 4 глав, выводов, списка литературы, приложения и содержит 245 страниц машинописного текста, 30 таблиц, 72 рисунка, 7 схем, 155 библиографических наименований.
