Построена точная модель химических связей в диазеновых красителях

Химики провели подробный анализ характера внутримолекулярных связей между азотом и хлором в молекулах азокрасителей и определили их фотохромные свойства. Также ученые прояснили важное значение водородных и галогеновых межмолекулярных связей в стабилизации структуры красителей. Работа будет полезна во всех сферах применения азокрасителей. Статья ученых опубликована в журнале Dyes and Pigments.

Исследователи из России, Португалии и Азербайджана проанализировали структуру азокрасителя (вещество, фотохромную основу которого составляют атомы азота) и выяснили расположение и характеристики его меж- и внутримолекулярных связей. Отличительная особенность этого типа азокрасителей состоит в том, что внутри их молекул есть связи, похожие по строению и свойствам на межмолекулярные. Эти виды связей, несмотря на свою низкую энергию, сильно влияют на пространственную структуру больших молекул, таких как ДНК.

Химики проанализировали связи между двумя атомами азота и атомом хлора внутри молекулы красителя. Они показали, что связь азот-хлор подвижна, и ее положение зависит от структуры соединенных с атомами азота заместителей (части молекулы, присоединенные к ее ядру). Также ученые выяснили, что водородные связи вместе с межорбитальными взаимодействиями жестко фиксируют положение молекул красителя в кристаллической решетке.

На первом этапе исследования химики получили шесть образцов красителей с разной структурой. В качестве исходного вещества для синтеза они использовали нитробензальдегид. На каждый из шести образцов нитробензальдегида действовали разными реагентами, получая при этом отличающиеся красители. На втором этапе ученые анализировали структуру меж- и внутримолекулярных связей. Для этого химики использовали методы физико-химического анализа: ЯМР-спектрометрию, масс-спектрометрию, УФ-спектрофотометрию и рентгеноструктурный анализ. С помощью первых двух методов ученые определили характеристики водородных связей между молекулами различных соединений класса азокрасителей. Применив УФ-спектрофотометрию, химики РУДН изучили изменения структуры этих соединений в различных растворителях и выяснили, что она может меняться в зависимости от полярности среды.

«Мы показали ведущую роль меж- и внутримолекулярных нековалентных взаимодействий при разработке новых азокрасителей. Полученные результаты могут быть полезны для создания перспективных красителей, катализаторов и функциональных материалов с необходимыми физико-химическими свойствами», — комментирует один из авторов работы, сотрудник РУДН Федор Зубков.

Например, регулируя положение и структуру заместителей, можно менять цвет красителя и характер его взаимодействия с основой и растворителями. Исследование меж- и внутримолекулярных связей в красителях важно для создания лекарств и способов их адресной доставки, а также для контроля супрамолекулярных сборок и ускорения химических реакций.

Понравился материал? Добавьте Indicator.Ru в «Мои источники» Яндекс.Новостей и читайте нас чаще.

Пресс-релизы о научных исследованиях, информацию о последних вышедших научных статьях и анонсы конференций, а также данные о выигранных грантах и премиях присылайте на адрес science@indicator.ru.