Введение к работе
АКТУАЛЬНОСТЬ ТЕМЫ. В настоящее время известно более 75 тысяч жидкокристаллических (ЖК) соединений, которые находят широкое применение в молекулярной биологии, медицине, кибернетике и электронике. Одной из важнейших задач химии является поиск новых ЖК соединений и изучение взаимосвязи структуры соединения с проявляемой им ЖК активностью. Соединения, содержащие в молекуле азометиновый фрагмент (основания Шиффа), во многих случаях проявляют ярко выраженную склонность к существованию в ЖК состоянии и являются наиболее широко распространенным классом мезоморфных соединений. В то же время введение гетероциклических фрагментов в молекулу во многих случаях позволяет улучшить потребительские свойства жидкого кристалла.
В связи с вышеизложенным, представлялось целесообразным синтезировать и исследовать свойства оснований Шиффа—4'-[(5,6-дигидро-4-метил-2Н-пиран-5-ил)амино]-бензшшден-4-алкоксианилинов, в том числе методами компьютерной химии, позволяющими выявить связь между структурой вещества и его свойствами.
Диссертационная работа выполнялась в рамках единого заказа-наряда по тематическому плану НИР УГНТУ (1997-2000 г.г.) Министерства образования. Межвузовской научно-технической программы "Химические продукты и реактивы" (Указание Министерства общего и профессионального образования РФ от 22.12.1997г., № 747-19), и Федеральной целевой программы "Государственная поддержка интеграции высшего образования и фундаментальной науки на 1997 - 2000 гг." (ФЦП "Интеграция". Решения Совета ФЦП от 26 июля 1997 г., 16 апреля 1998 г., 23 апреля 1999г.).
ЦЕЛЬ РАБОТЫ. Целью работы является синтез нового гомологического ряда азометинов, содержащих гетероциклический дигидропирановый фрагмент, 4'-[(5,6-дигидро-4-метил-2Н-пиран-5-ил)амино]бензилиден-4-алкоксиани-линов и изучение свойств синтезированных соединений, в том числе методами компьютерной химии для выявления связи "структура—свойство".
Разработан метод получения нового гомологического ряда 4'-[R'-амино]бензилиден-4-алкоксианилинов, где R'—5,6-дигидро-4-метил-2Н-пиран-
5-ил (ДГП) с выходом 65-81%. Полученные 4'-[(5,6-дигидро-4-метил-2Н-пиран-5-ил)амино]бензилиден-4-К-оксианилины, где R= -С4Н9 ^ -СюНл обладают мезом орфизмом.
С помощью аналитического блока системы "SARD" впервые проведен компьютерный анализ взаимосвязи структура—ЖК активность оснований Шиффа, содержащих ДГП фрагмент. Соответствие результатов прогноза и экспериментальных данных составляет 70%.
Впервые выполнен полуэмпирический квантовохимический расчет пространственного и электронного строения 4'-[(5,6-дигидро-4-метил-2Н-пиран-5-ил)амино]бензилиден-4-алкоксианипинов и аналогичных по структуре азоме-тинов, содержащих ДГП фрагмент (всего 88 соединений). Установлены некоторые закономерности, связывающие структуру вещества с ЖК свойствами.
Впервые квантовохимическим методом проанализировано влияние заместителей в «-положении бензилиденанилинов пиранового ряда на геометрические параметры молекул; в качестве обобщенного параметра геометрии молекул предложен диэдральный угол 0 между плоскостями бензольных колец.
Впервые сопоставлены структуры орбиталей изолированных молекул и бимолекулярных структур оснований Шиффа, содержащих ДГП фрагмент, с типом мезоморфизма.
Разработан метод введения в молекулу оснований Шиффа 4'-аминобензшіиден-4-алкоксианилшюв ДГП фрагмента, обеспечивающий модификацию ЖК свойств азаметинов.
Выявлены возможности сопоставления структуры молекулы с ЖК свойствами методами SAR и квантовой химии.
АПРОБАЦИЯ РАБОТЫ. Результаты работы докладывались на 49-й научно-технической конференции, посвященной 50-летию Уфимского Государственного Технического Университета. Уфа, 1998г.; Международной научно-практической конференции «Сервис большого города», посвященной 425-летию г.Уфы, Уфа, май, 1999г.
ПУБЛИКАЦИИ. По теме диссертации опубликовано 2 статьи, 3 тезиса докладов. -
СТРУКТУРА її ОБЪЕМ РАБОТЫ. Диссертационная работа состоит из введения, обзора литературы, обсуждения результатов, экспериментальной части, выводов, списка литературы, приложений, изложена на 162 страницах текста и содержит 21 таблицу, 19 рисунков и 196 ссылок на публикации отечественных и зарубежных авторов.