Межмолекулярные взаимодействия в кристаллах изоциануратов

Воронина, Юлия Константиновна

Межмолекулярные взаимодействия в кристаллах изоциануратов тема автореферата и диссертации по химии, 02.00.04 ВАК РФ

Воронина, Юлия Константиновна АВТОР

кандидата химических наук УЧЕНАЯ СТЕПЕНЬ

Казань МЕСТО ЗАЩИТЫ

2009 ГОД ЗАЩИТЫ

02.00.04 КОД ВАК РФ

Диссертация по химии на тему «Межмолекулярные взаимодействия в кристаллах изоциануратов»

Автореферат диссертации на тему "Межмолекулярные взаимодействия в кристаллах изоциануратов"

003404700

УЧРЕЖДЕНИЕ РОССИЙСКОЙ АКАДЕМИИ НАУК ИНСТИТУТ ОРГАНИЧЕСКОЙ И ФИЗИЧЕСКОЙ ХИМИИ ИМ. А.Е.АРБУЗОВА КАЗАНСКОГО НАУЧНОГО ЦЕНТРА РАН

На правах ашописи

ВОРОНИНА ЮЛИЯ КОНСТАНТИНОВНА

МЕЖМОЛЕКУЛЯРНЫЕ ВЗАИМОДЕЙСТВИЯ В КРИСТАЛЛАХ ИЗОЦИАНУРАТОВ

02.00.04 - Физическая химия

2 С НОЯ ?0С9

АВТОРЕФЕРАТ

диссертации на соискание ученой степени кандидата химических наук

Казань-2009

003484700

Работа выполнена в Учреждении Российской академии наук Институте органической и физической химии им. А.Е. Арбузова Казанского научного центра РАН, в лаборатории Дифракционных методов исследований.

Научный руководитель:

доктор химических наук Литвинов Игорь Анатольевич

Официальные оппоненты:

доктор химических наук Янилкин Виталий Васильевич

доктор химических наук, профессор Фурер Виктор Львович

Ведущая организация:

Московский государственный университет им. М.В. Ломоносова, Химический факультет.

Защита диссертации состоится 9 декабря 2009 года в 14 час. 30 мин. на заседании диссертационного совета Д 022.005.01 при Учреждении Российской академии наук Институте органической и физической химии им. А.Е, Арбузова Казанского научного центра по адресу: 420088, г. Казань, ул. Арбузова, 8, ИОФХ им. А.Е. Арбузова КазНЦ РАН.

Отзывы на автореферат просим присылать по адресу: 420088, г. Казань, ул. Арбузова, 8, ИОФХ им. А.Е.Арбузова КазНЦ РАН.

С диссертацией можно ознакомиться в научной библиотеке Учреждения Российской академии наук Института органической и физической химии им. А.Е. Арбузова Казанского научного центра РАН.

Автореферат разослан 5 ноября 2009 года.

Ученый секретарь диссертационного совета^ ^

кандидат химических наук

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

Актуальность работы. Известно, что различные виды невалентных взаимодействий, такие как водородное связывание, %.. .л-взаимодействия, взаимодействия ароматических фрагментов с анионами и катионами имеют большое значение в химии и биохимии. В последнее время предметом активного обсуждения стали взаимодействия неподеленной пары электронодонорного атома с л-системой. Ряд исследований показывает, что эти взаимодействия вносят' определенный вклад в процессы распознавания и являются' ключевыми для понимания ряда химических и биологических процессов: Подобные взаимодействия являются структуроопределяющими во многих биологических макромолекулах, так, взаимодействия «неподеленная пара...я-система» участвуют в стабилизации третичной структуры белков и являются определяющими в образовании макромолекулярной структуры ДНК и РНК. v

К настоящему моменту взаимодействия между неподеленной парой атома и л-системой изучены преимущественно на основе ab initio расчетов модельных ароматических систем, таких как гексафторбензол, пиридин и их димеров и тримеров. Необходимо отметить, что исследование неклассических слабых межмолекулярных взаимодействий посредством традиционных физико-химических методов (ЯМР-спектроскопия, ИК- и КР-спектроскопия, электрооптические методы) затруднительно. В то же время исследование методом рентгеноструктурного анализа дает непосредственную объективную информацию о сближении атомов, на основании чего можно сделать вывод о наличии той или иной нековалентной связи.

Для точного определения связывающего характера межмолекулярного взаимодействия и анализа его энергии удобно использовать топологический анализ функции распределения электронной плотности в рамках теории Р.Бейдера «Атомы в молекулах». Главным преимуществом этой теории является то, что для анализа можно использовать функцию распределения электронной плотности, полученную как из данных прецизионного рентгеноструктурного эксперимента, так и из данных квантово-химических расчетов.

Ранее в институте им. А.Е.Арбузова проводилось исследование межмолекулярных взаимодействий в кристаллах и растворах циклических и ациклических производных пиримидинов. Было отмечено, что кристаллическая структура N-алкилзамещенных производных урацила образуется в основном за счет ТГ...71 взаимодействий. В рамках данной работы проведено исследование ряда соединений, структурно родственных изученным ранее пиримидиновым

основаниям, - производным изоциануровой кислоты - замещенных изоциануратов.

В последние годы интерес исследователей к изучению изоциануратов значительно возрос. Это связано с тем, что изоциануратный цикл является жестким структурным фрагментом, который позволяет предорганизовать различные центры связывания, вводя их в качестве заместителей в гетероцикл. Поэтому изоциануровая кислота вызывает интерес исследователей как удобная платформа для синтеза различных рецепторов, способных к молекулярному распознаванию и комплексообразованию. Кроме того, многие производные изоциануровой кислоты обладают биологической активностью. Так, среди них найдены противоопухолевые средства, химиотерапевтические препараты, активные в отношении вирусов, патогенных бактерий, простейших, гельминтов, фармакологически эффективные соединения, используемые для лечения сердечно-сосудистых, нервно-психических заболеваний,

воспалительных процессов; диуретики, антидиабетические средства и т.д.

Исходя из последнего и учитывая важность межмолекулярных взаимодействий с участием гетероциклических фрагменов в химических и биохимических процессах, а также сложность определения их характера, исследование нековалентных связывающих взаимодействий в кристаллах замещенных изоциануратов методом рентгеноструктурного анализа является важной и актуальной задачей.

Цель работы.

• Установление молекулярной и кристаллической структуры ряда новых замещенных изоциануратов. Выявление закономерностей образования кристаллической структуры замещенных изоциануратов с целью анализа типов структурообразующих межмолекулярных взаимодействий,

• Оценка энергии межмолекулярных взаимодействий на основании топологического анализа функции распределения электронной плотности, полученной по данным прецизионного рентгеноструктурного эксперимента и квантово-химических расчетов.

• Сравнительный анализ структурообразующих межмолекулярных взаимодействий в кристаллах производных изоцианурата и структурно-родственных гетероциклов - пиридона и урацила - с привлечением данных Кембриджской базы структурных данных.

Объекты исследования: производные солей изоциануровой кислоты -изоцианураты, имеющие различные заместители у атомов азота.

Предмет исследования: особенности кристаллической структуры замещенных изоциануратов; природа и энергия взаимодействий между

исследуемыми молекулами; роль межмолекулярных взаимодействий в стабилизации супрамолекулярной структуры изоциануратов.

Методы исследования: рентгеноструктурный анализ, прецизионный рентгеноструктурный эксперимент с привлечением топологической теории Р.Бейдера «Атомы в молекулах», квантово-химические расчеты изолированных молекул и их ассоциатов.

Научная новизна и практическая значимость работы.

Впервые проведен систематический анализ кристаллической структуры замещенных изоциануратов на предмет изучения межмолекулярных взаимодействий. Установлено, что для большинства замещенных изоциануратов основным структурообразующим взаимодействием является взаимодействие НЭП.. .л типа.

Впервые проведен анализ НЭП(0)...я взаимодействия в рамках теории Р.Бейдера «Атомы в молекулах», на основании которого доказан связывающий характер этого взаимодействия и оценена его энергия.

На основании данных рентгеноструктурных экспериментов установлена молекулярная и кристаллическая структура 15 новых соединений -производных изоцианурата, что является значительным вкладом в Кембриджскую базу структурных данных. Полученные в работе данные о межмолекулярных взаимодействиях в кристаллах изоциануратов могут служить теоретической базой для направленного дизайна новых супрамолекулярных структур на основе производных этого гетероцикла.

Апробация работы. Основные результаты исследования докладывались и обсуждались на конференции - школе для молодых ученых «Дифракционные методы исследования вещества: от молекул к кристаллам и наноматериалам» (Черноголовка, 2008г,); IX школе-конференции по органической химии (Екатеринбург, 2008г.), Vth International Symposium "Design and Synthesis of Supramolecular Architectures" , (Kazan, 2009).

Публикации. По материалам диссертации опубликована одна статья в Журнале структурной химии, одна статья в сборнике по итогам IX школы-конференции по органической химии (Екатеринбург, 2008), а также 2 тезисов докладов конференций.

Работа выполнена в лаборатории Дифракционных методов исследования Учреждения Российской академии наук Института органической и физической химии им. А. Е. Арбузова Казанского научного центра РАН в соответствии с научным направлением Института по государственной бюджетной теме «Биологически активные вещества на основе циклических и каркасных соединений: корреляция «структура-свойства»» (№ гос. регистрации

0120.803974). Работа поддержана Российским фондом фундаментальных исследований (грант 09-03-00696-а).

Объем и структура диссертации. Диссертационная работа изложена на 118 страницах текста компьютерной верстки и содержит 33 таблицы, 44 рисунка, 2 схемы, 3 диаграммы. Диссертация состоит из введения, двух глав, экспериментальной части, выводов и списка цитируемой литературы, содержащего 140 библиографических ссылок.

В первой главе представлен литературный обзор, в котором представлена информация о взаимодействиях с участием ароматических систем, и отдельно о взаимодействиях НЭП...7Г типа; особое внимание уделено описанию основных положений теории Р. Бейдера «Атомы в молекулах» и мультипольной модели, позволяющей получать из данных рентгенодифракционных экспериментов функцию распределения электронной плотности в аналитическом виде. Во второй главе представлены результаты собственного исследования кристаллической и молекулярной структуры производных изоциануратов, а также анализ межмолекулярных взаимодействий в них.

Межмолекулярные взаимодействия в кристаллах изоциануратов (Обсуждение результатов).

В части ПЛ. диссертационной работы приведено краткое описание молекулярной и кристаллической структуры 15 исследованных соединений. Проанализирована геометрия молекул, а также все внутри- и межмолекулярные взаимодействия в кристаллах изоциануратов.

Диаграмма 1. Типы межмолекулярных взаимодействий в исследованных кристаллах.

Сравнительный анализ 15 новых кристаллических структур, подробно рассмотренных в разделе, показал, что молекулы в кристаллах связаны между собой в основном л...л, С-Н...0 и НЭП...тс взаимодействиями. В кристаллах соединений, молекулы которых содержат №Н группы, присутствуют

ОСНОВНОЕ СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ

1 - водородные связи

2 - С-Н...0 взаимодействия

3 - л.. .л - взаимодействия

4 - НЭП... я взаимодействия

5 - другие (С=О...Вг, С-Н...л)

классические водородные связи. Данные о типах взаимодействий, присутствующих в исследованных кристаллах, приведены на диаграмме 1.

Н.2 Делокализация я электронной плотности в изоциануратном цикле.

Рассматривая межмолекулярные взаимодействия с участием изоциануратного цикла как взаимодействия л-системы, необходимо рассмотреть делокализацию я-электронной плотности в изоциануратном цикле. Распределение длин связей во всех исследованных соединениях и плоская геометрия циклов указывают на перераспределение электронной плотности в цикле. Аналогичные результаты были получены при анализе функции распределения электронной плотности, полученной в результате квантово-химических расчетов для триметилизоцианурата (XVII) и 1[1-(метоксикарбонилметилтио)метил]-3,5-диметилизоцианурата (VI) и из прецизионного рентгеноструктурного эксперимента для 1[1-(метоксикарбонилметилтио)метил]-3,5-диметилизоцианурата (VI) в рамках

Анализ эллиптичности связей С-Ы в этих молекулах показал, что их величины находятся в пределах 0.20-0.33, то есть не равны 0, что является одним из признаков

делокализации электронной

плотности, которыми оперируют в рамках теории Бейдера. Из карты деформационной электронной плотности для соединения VI (рис. 1) видно, что максимальная электронная плотность

равномерно распределена вдоль связей кольца, что соответствует ее делокализации между атомами кольца внутри изоциануратного цикла.

теории Бейдера «Атомы в молекулах».

Рисунок 1. Карта электронной плотности для соединения VI в плоскости кольца. Линии отрицательных значений - изображены пунктиром.

СГ "ГГ ^о

сн3 I

н 1 н

Н20

сн3о

сн2—сн2—о

сн

СН,

СНК II СНз

сн3 II

(СН2)5-Вг 111

СН. II сн3

о м' "о о I II

СН2 —Б—СН2—С—О—СНз

сн.

СНз

О1' "М' '"О О'"' ^Г*' о

I I

СН2 -(СКУг-Б—Б-(СНУз—СН2

VIII

О' № ^о о

I ' II

сн2 - 3- сн2-с—о—сн3

СбНб

о сн3

Г М_

СН2 —СН2—СН2-N \=0

о ХСН3

СЧ 1 /СНз

0-СН,

СГ "ГГ ^О С—о о I I II

СН2 -СНг-Э-СН —О—С—СНз

VII

СН:

г/

СН,

°п 0

I /? II СН2 -Э—СН2-С—N1-1—Ж2

Схема 1. Структурные формулы соединений, исследованных в работе.

Схема 1, продолжение. Структурные формулы соединений, исследованных в работе.

11.3. Межмолекулярные взаимодействия в кристаллах 14-алкилзамещенных изоциануратов: эксперимент и теория.

В предыдущем разделе было показано, что изоциануратный цикл может вступать во взаимодействия разных типов. Для сравнительного анализа возможных взаимодействий с участием этого гетероцикла удобно рассмотреть производные изоцианурата с различным количеством метальных заместителей у атома азота.

XVI I II XVII

Схема 2. Метальные производные изоцианурата.

Экспериментальные данные рентгеноструктурного анализа для соединений I и II получены в рамках данной работы, для соединений XVI и XVII - взяты из Кембриджской базы структурных данных. Анализ межмолекулярных взаимодействий авторами оригинальных статей не проводился. Межмолекулярные взаимодействия для соединения XVII описаны в обзорах, посвященных НЭП...л взаимодействиям как один из примеров кристаллических упаковок, образованных за счет последних1'2.

Т 1

а б в

Рисунок 2. Межмолекулярные взаимодействия в кристаллах изоцианурата (а), метилизоцианурата (б) и диметйлизоцианурата (в).

Рассматривая упаковку молекул в кристаллах указанных соединений, можно заметить изменение характера межмолекулярных взаимодействий в зависимости от количества замещенных атомов азота. Так, молекулы

!T. J. Mooibroek, P. Gamez and J. Reedijk, CryslEngComm, 2008, 10, 1501.

! Yi Li, Lawrence B. Snyder and D.R. Langley, Bioorganic & Medicinal Chemistry Letters, 2003,13, 326 i.

незамещенного изоцианурата XVI и монометилзамещенного изоцианурата I в кристаллах связаны между собой за счет СН.. .О и NH.. .О взаимодействий (рис. 2, а,б). Очевидно, что это обусловлено наличием большого количества центров, способных к образованию водородных связей. Отсутствие взаимодействий с участием изоциануратного цикла объясняется более значительным выигрышем по энергии при образовании водородной связи, чем при любом другом специфическом взаимодействии с участием атомов кольца.

Молекулы диметилзамещенного изоцианурата III в кристаллах связаны между собой за счет краевого л ...л перекрывания изоциануратных циклов (рис.2, в).

Полностью замещенный триметилизоцианурат XVII имеет в кристалле очень сложную систему межмолекулярных взаимодействий. Каждая молекула триметилизоцианурата вступает и в тс...л - взаимодействия, и в НЭП...л взаимодействия, причем геометрические параметры последнего позволяют предполагать довольно значительную его энергию (рис. 3).

Рисунок 3. Межмолекулярные взаимодействия в кристаллах триметилизоцианурата.

Следует отметить, что при наличии в кристаллах одного соединения нескольких межмолекулярных взаимодействий различного типа достаточно сложно определить вклад каждого из них в образование кристаллической упаковки, а в рамках геометрического подхода это практически невозможно.

Наиболее удобным и доступным способом определения энергии межмолекулярных взаимодействий на сегодняшний день является использование корреляции Лекомта-Эспинозы, основанной на топологическом анализе функции распределения электронной плотности в рамках теории Р. Бейдера «Атомы в молекулах». Данная корреляция связывает значения плотности потенциальной энергии у(г) в критической точке связи КТ(3;-1) с энергией взаимодействия. Следует отметить, что корреляция Лекомта-

Рисунок 4. Димер, образованный НЭП...я взаимодействием между молекулами триметилизоиианурата, по данным квантово-химических расчетов.

Эспинозы работает только для слабых нековалентных взаимодействий, образованных по типу закрытых оболочек5.

Для более подробного сравнительного анализа вкладов взаимодействий в

упаковку молекул в кристаллах триметилизоиианурата XVII были проведены теоретические расчеты (НР. 631 О*) в рамках теории Р, Бейдера «Атомы в молекулах» для всех возможных взаимодействий. В результате расчета для димера, в котором между молекулами предполагается НЭП... к взаимодействие, были локализованы критические точки связи (3,-1) для двух межмолекулярных взаимодействий: СН...О и НЭП-л (рис.4). Анализ значений топологических величин в критических точках связи (3,-1) показал, что оба обнаруженных взаимодействия носят характер закрытых оболочек. На основании значений потенциальной энергии в критических точках (3,-1) и рассчитанных из них в рамках подхода Лекомта-Эспинозы энергий взаимодействия, можно сделать вывод, что в данном случае суммарная энергия связывающего взаимодействия НЭП...я (2.89 ккал/моль) значительно выше энергии связи С-Н...О (0.90 ккал/моль).

Для стекинг-димера система нековалентных взаимодействий значительно сложнее и сильно отличается от системы

взаимодействий в кристалле. По-видимому, это обусловлено тем, что при оптимизации геометрии димера произошло смещение циклов относительно друг друга, в результате которого цешроиды ароматических колец расположились друг над

е^НС&л.«а

о О, <5*

о - а ©^ /

■ с.

■У*

• €'»

(

Рисунок 5. Димер, образованный ж...п-взаимодействием между молекулами триметилизоиианурата, по данным квантово-химических расчетов.

3 Е. ЕвртоБа, Е. МоШт, С. Ьесотте, Скет. Р!пч. ЬеП., 1998, 285, 170.

другом (по данным рентгеноструктурного анализа смешение центроидов взаимодействующих циклов составляет 1.27А при параллельном расположении циклов). Такое расположение циклов способствует возникновению максимально возможного количества С-Н...0 взаимодействий, что мы и наблюдаем в результате расчета.

Локализовано шесть критических точек связи (3,-1) в областях С-Н...0 взаимодействий (рис.5). Энергия каждого отдельно взятого С-Н...0 контакта, рассчитанная в рамках подхода Лекомта-Эспинозы, невелика, однако в сумме они дают довольно значительную величину, составляющую 3.83 ккал/моль. Стекинг-взаимодействие при таком расположении ароматических фрагментов определяется четырьмя критическими точками связи (3,-1). Суммарная энергия л...к - взаимодействия, рассчитанная в соответствии с корреляцией Лекомта-Эспинозы, составляет 1.28 ккал/моль.

Таким образом, на основании проведенных расчетов можно утверждать, что энергии С-Н...О, л...л и НЭП...тс взаимодействий имеют вполне сопоставимые величины, и при образовании кристаллической упаковки в качестве структурообразующего равновероятно может выступать любое из рассмотренных нековалентных взаимодействий.

11.4. НЭП...я взаимодействия в кристалах изоциануратов по данным рутинного рентгеноструктурного исследования.

Поскольку в большинстве исследованных кристаллов были обнаружены НЭП ...п

взаимодействия, ранее не исследованные для данного класса соединений, возникла

необходимость изучить эти взаимодействия более подробно.

Изначально в качестве геометрических параметров

связывающего характера коротких контактов типа неподеленная пара атома..,71-система использовались 8 величин (рис.6): шесть расстояний (I между электронодонорным атомом и атомами кольца, расстояние между электронодонорным атомом и центром кольца />, и перпендикуляр от электронодонорного атома к плоскости цикла (Г. Каждое из указанных расстояний ограничивалось величиной 4А. Первые

Рисунок 6. Геометрические параметры НЭП. ..я: взаимодействий.

примеры взаимодействий типа НЭП...я были определены именно по этим геометрическим параметрам4.

Эмпирически было показано, что к слабым НЭП...л взаимодействиям можно отнести те, при которых расстояния от электронодонорного атома до атомов л - системы примерно равно суммам их ван-дер-Ваальсовых радиусов, в то время как перпендикуляр с!' между электронодонорным атомом и плоскостью кольца меньше этих сумм. Сильными взаимодействиями считают те, при которых расстояния между взаимодействующими атомами меньше сумм их ван-дер-Ваальсовых радиусов, и за счет этого расстояние электронодонорный атом - центроид кольца тоже становится меньше этих сумм. Кроме того, эти взаимодействия характеризуются также величиной угла а, взятого между вектором, направленным от электронодонорного атома к центроиду кольца, и вектором между перпендикуляром от электронодонорного атома к плоскости цикла и центроидом. Взаимодействие считается сильным, если угол а находится в диапазоне от 75° до 90°. Все другие случаи иллюстрируют умеренные взаимодействия НЭП атома - 7г-система5.

Так как в изучаемых нами объектах присутствует взаимодействие только между неподеленной электронной парой атома кислорода и изоциануратным циклом, то параметры взаимодействия, которое можно считать сильным, можно определить достаточно четко. Так, расстояние £> не должно превышать 3.22А между кислородом и углеродом и 3.07А - между кислородом и азотом (если учитывать, что ван-дер-Ваалъсовы радиусы составляют 1.70А для атома углерода, 1.55А для азота и 1.52А для атома кислорода)6.

♦ ♦ _ 80 ♦ „

♦ # § то

я, .....

50 -

♦

Расстояние О...плоскость цикла, А

2,60 2,80 3,00 3.20 3.40 3.60 Расстояние 0...плоскость цикла, А

А Б

Диаграмма 2. НЭП...я взаимодействия в кристаллах изоциануратов. А - исследованных соединений; Б - по данным КБСД.

4 A. Jain, Ch.Sh. Purohit, S. Verma and R. Sankararamakrishnan, J. Phvs. Chem. B, 2007, Vol. 111, 30, 8680.

B.P. Hay and V.S. Bryantsev, Chem. Commun., 2008, 2417.

6 A. Bondi, J. Phys. Chem., 1964, 68,441.

Как указано выше, подробный анализ кристаллических упаковок исследованных соединений показал, что из 15 исследованных производных изоциануровой кислоты в 13 имеются геометрические предпосылки для НЭП...л взаимодействий, причем в 7. из них каждая молекула замещенного изоцианурата вступает:в несколько взаимодействий НЭП...я типа. Следует отметить, что во взаимодействие вступают атомы. кислорода карбонильной и сульфонной групп.

Анализ геометрических параметров указанных взаимодействий показал, что абсолютное большинство из них может быть отнесено к сильным НЭП...л взаимодействиям (перпендикуляр от электронодонорного атома кислорода до плоскости кольца меньше суммы ван-дер-Ваальсовых радиусов кислорода и углерода; угол между вектором O...Cg и плоскостью цикла находится в пределах 75-90°), то есть эти взаимодействия могут быть определяющими при образовании кристаллов (диагр. 2, А). Аналогичная ситуация наблюдается при анализе геометрических параметров НЭП...л взаимодействий в кристаллах, экспериментальные данные для которых были взяты из КБСД (диагр. 2, Б).

II.5. Топологический анализ межмолекулярных взаимодействий 1[1-(метоксикарбонилметилтио)метил]-3,5-диметилизоцианурата по данным прецизионного рентгеноструктурного эксперимента и квантово-химических расчетов.

Как показывают многочисленные публикации, сами по себе геометрические параметры, установленные по данным рутинного рентгеноструктурного эксперимента, не дают возможности подробно и полно исследовать природу и энергию межмолекулярного взаимодействия. Для подробного изучения НЭП...л взаимодействия был проведен прецизионный рентгеноструктурный эксперимент для соединения VI, результаты которого были проанализированы в рамках теории Р.Бейдера «Атомы в молекулах».

Параллельно был проведен квантово-химический расчет (РВЕ 1 РВЕ, 6-31G**) в рамках этой же теории, что позволило нам сравнить нековалентные взаимодействия, возникающие в кристаллах и газовой фазе.

Анализ кристаллической упаковки соединения VI по данным рутинного рентгеноструктурного эксперимента показал наличие короткого контакта между карбонильной группой боковой цепи одной молекулы и изоциануратным циклом другой. Геометрические параметры данного взаимодействия позволяют относить его к значительным НЭП-л взаимодействиям. Расстояния между взаимодействующими атомами составляют порядка ЗА. Величина угла а между атомом кислорода, центроидом кольца и плоскостью кольца составляет 85.5°, расстояние от атома кислорода до центра изоциануратного цикла 2.7217(6)А. Помимо него присутствует короткий

С-Н...О контакт между атомами НИ А и Об (рис.7). Следует отметить, что данный контакт, по-видимому, не оказывает влияния на интересующее нас НЭП...л взаимодействие вследствие их удаленного взаимного расположения.

Чтобы оценить, действительно ли вышеупомянутые межмолекулярные взаимодействия, присутствующие в кристаллах VI, носят связывающий характер и полностью проанализировать эти взаимодействия, мы провели поиск критических точек (3,-1) в области предполагаемых межмолекулярных связей. Критические точки (3,-1) были локализованы для обоих описанных выше коротких контактов.

Значения топологических параметров в критических точках (3,-1) межмолекулярных взаимодействий показывают, что данные взаимодействия образованы по типу закрытых оболочек, на что указывают положительные значения лапласиана и полной электронной энергии в этих точках. Для оценки энергии этих взаимодействий была использована корреляция между абсолютной величиной плотности потенциальной энергии в КТ(3,-1) с энергией связи (корреляция Лекомта - Эспинозы).

Взаимодействие 012-;.N5 : V2p(r) = 0.043 еА"5 he(r)= 0.002 a.u. v(r) = -0.007a.u.; E = 2.20 ккал/моль Заряды на атомах: q(Ol2)= -1.34 e q(N5)=-1.04 e

Взаимодействие Cl lH! 1 ...06 : V2p(r) = 0.030 eA'5 he(r)= 0.002 a.u. v(r) = -0.004 a.u.; E = 1.26 ккал/моль

Рисунок 7. Межмолекулярные ¡взаимодействия в кристаллах соединения VI по данным прецизионного рентгеноструктурного эксперимента.

Проведенное ^интегрирование электронной плотности по атомным бассейнам показало, что заряды на атомах кислорода и азота имеют отрицательные значения и близки по своей абсолютной величине, что позволяет опровергнуть гипотезу об электростатической природе НЭП...л взаимодействия, высказанную ранее4,7'8.

7 J.P. Gallivan, D.A. Dougherty, Org. Lett, 1999, !, 103.

8 Y. Danten, T. Tassaing, M. Besnard,7. Phys. Chem. A. 1999, 103, 3530.

Анализ трехмерной карты деформационной

электронной плотности (ДЭП) в области НЭП... л взаимодействия (рис. 8.) показывает, что оно может быть описано в терминах «максимум-впадина», и по-видимому, обусловлено

передачей электронной

плотности с НЭП кислорода на разрыхляющую орбиталь л-системы.

Чтобы проверить, не являются ли обнаруженные нами межмолекулярные

взаимодействия следствием эффектов кристаллической упаковки, был проведен топологический анализ функции распределения электронной плотности методами квантовой химии. При поиске критических точек (3,-1) для димера VI обнаружено, помимо присутствующих в кристаллах, еще одно межмолекулярное взаимодействие С11-Н11В...012 (рис. 9).

Рисунок 8. Карта распределения деформационной электронной плотности в области межмолекулярного взаимодействия НЭП...л по данным прецизионного рентгеноструктурного эксперимента для соединения VI

9 с. * •

8 *? е . « - вс в • 1

в » «5 \

ъ» * 1 • т

• , в •-« ♦S

С * i

Взаимодействие 012...N5 : V"p(r) =0.03 еА'5 11,(1-)= 0.001 а.и. v(r) = -0.005 а.и.; Е — 1.42 ккал/моль

Взаимодействие CllHllA. V3p(r) = 0.02 еА"5 he(r)= 0.001 а.и. v(r) =-0.003 а.и.; Б = 1.03 ккал/моль

.Об'. Взаимодействие С1 lHl 1В V2p(r) = 0.34 еА"5 hc(r)= 0.001 а.и. v(r) = -0.006 а.и.; Е — 1.96 ккал/моль

012 :

Рисунок 9. Межмолекулярные взаимодействия в димере соединения VI по данным квантово-химических расчетов.

Проведенный в соответствии с корреляцией Лекомта-Эспинозы анализ энергии этих взаимодействий показал хорошую сходимость результатов с экспериментом. Наибольшая разница наблюдается для взаимодействия 012...N5, что, по-видимому, вызвано наличием в газовой фазе еще одного межмолекулярного взаимодействия с участием атома 012.

Суммируя полученные результаты, можно заключить, что в данной системе как в кристалле, так и газовой фазе, действительно реализуется взаимодействие НЭЩ0)...7г-система, отвечающее переносу заряда с атома кислорода на разрыхляющую орбиталь л-системы изоциануратного цикла.

Таким образом, на основании данных, полученных при анализе кристаллических упаковок производных изоциануратов в рамках геометрического и топологического подходов, показано, что в кристаллах производных изоциануратов структурообразующими являются НЭП... л взаимодействия, энергия которых сопоставима с энергией других межмолекулярных взаимодействий, присутствующих в кристаллах соединений этого ряда.

II.6. Межмолекулярные взаимодействия в кристаллах производных изоцианурата, пиридона и урацила: сравнительный анализ по данным Кембриджской базы структурных данных.

В завершение работы был проведен систематический анализ межмолекулярных взаимодействий в кристаллах структурно родственных гетероциклов: пиридона, урацила и изоцианурата. В рамках данной работы было показано, что для этих классов соединений характерны два типа взаимодействий с участием я-системы: ж...к - взаимодействия и короткие контакты НЭП.. .л типа.

""V ?

к.

Диаграмма 3. Распределение кристаллических структур производных пиридона, урацила и

изоцианурата по типам межмолекулярных взаимодействий в кристаллах.

Однако как показано на диаграмме 3, процентное соотношение типов взаимодействий различается довольно сильно. Так, если для производных

пиридона взаимодействия с участием л-системы составляют порядка 35.5% всех возможных, для урацила - порядка 44%, то для производных изоцианурата их количество возрастает до 72%. Более того, в данном ряду наблюдается резкое возрастание количества кристаллов соединений, в которых наблюдаются все геометрические предпосылки для возникновения НЭП...7С взаимодействий. Очевидно, это обусловлено возрастанием количества атомов азота в гетероцикле, что приводит к дефициту электронной плотности в к - системе.

ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНАЯ ЧАСТЬ

Таблица 1. Основные параметры рентгенодифракционных экспериментов и уточнения структур для соединений 1- XV._ ' ____

Формула Пр. группа, Z Т(К) Интервал 0, ° Число независимых отражений с 1>2о R,

I C4H7N3O4 Р2,/ш, 2 293 2.52<8<25.98 559 0.0375

II CSHTNÍO Р2,/т,2 293 2.62<8<25.98 583 0.0372

ш CioHisBrNjOj Р2,/с, 4 293 2.39<6£28.00 2320 0.0307

IV C,oH,oN3Os Рпа2,,8 293 2.92¿Q¿26 3227 0.0658

V C,:H15N306 Р2.,2 293 2.57^28.57 1880 0.0633

VI C9H13N3O5S1 Сс, 4 100 2.61<0<47.5О 9527 0.0295

VII C12H17N3O7S Р2]/с, 4 293 5.48^0^74.26 2241 0.0529

VIII C,8H28N606S2 РЬса, 8 293 2.35<е<28.69 3453 0.0573

IX C,HI3Nt306S Рпша, 4 293 2.73¿9<25.84 1121 0.0467

X CgH,3N506S Р2,/с,4 293 2.83^19.78 408 0.0476

XI QoH^NsOzS Рпа2,.4 293 2.58S8á25.58 961 0.0494

XII CwHuNiOsS Р2|/п, 4 293 2.19^9527 2651 0.0691

XIII C,2HI9Nj08S Р2|/с, 4 293 2.20<8<28.54 3144 0.0370

XIV С:,Н12С,з1\зОз; 2(СзН4ОЗ) Р-1,2 293 3.43<e<49.8 1878 0.0437

XV Сг,Н12С^зОз; 2(С4Н6ОЗ) С2/с, 4 293 3.59<8á57.18 807 0.0714

Рентгеноструктурные исследования проведены в Федеральном спектроаналитическом центре коллективного пользования Института органической и физической химии им. А.Е.Арбузова КазНЦ РАН на автоматическом дифрактометре "Enraf Nonius CAD-4" (соединения VII, XIV, XV (XCuKa), IX (ШоКа)) и дифрактометре Bruker SMART APEX II (соединения I-V, VIII, X-XII (ШоКа)) при комнатной температуре (293К). Структуры расшифрованы прямым методом по программе SIR и уточнены сначала в изотропном, а затем - в анизотропном приближении по программе SHELX-97. Прецизионный эксперимент для соединения VI (ШоКа) выполнен

при 100К в Лаборатории Рентгеноструктурных Исследований ИНЭОС РАН (Москва) на автоматическом дифрактометре Smart Apex II. Мультипольное уточнение рентгенодифракционных данных проводили в рамках модели Хансена-Коппенса по комплексу программ XD, топологический анализ функции распределения электронной плотности - по программе WinXPRO. Основные кристаллографические данные для исследованных соединений приведены в таблице 1. Квантово-химические расчеты молекул и их агрегатов проводились с использованием программы Gaussian 03, топологический анализ теоретической функции распределения электронной плотности - с использованием программы AIM2000.

ОСНОВНЫЕ РЕЗУЛЬТАТЫ И ВЫВОДЫ

2. Впервые установлено, что в кристаллах полностью замещенных по атомам азота производных изоцианурата структурообразующими являются взаимодействия НЭП...%типа.

3. Проведены квантово-химические расчеты изолированной молекулы триметилизоцианурата и его димеров, образованных различными межмолекулярными взаимодействиями, методом Хартри-Фока с последующим топологическим анализом функции распределения электронной плотности в рамках теории «Атомы в молекулах», которые показали, что СН...О, л...л и НЭП...л взаимодействия в данной системе носят связывающий характер и их энергия составляет 2.89-ккал/моль, 1.28 ккал/моль и 0.5-0.9 ккал/моль соответственно.

4. Впервые проведен топологический анализ функции распределения электронной плотности в рамках теории Р. Бейдера, полученной по данным прецизионного рентгеноструктурного исследования и квантово-химических расчетов методом DFT для 1[1-(метоксикарбонилметилтио)метил]-3,5-диметилизоцианурата, и установлено, что энергия межмолекулярных взаимодействий СН...0 и НЭП...л типов в кристаллах изоциануратов составляет 1.27 ккал/моль и 2.05 ккал/моль; в свободном состоянии - 1.5 ккал/моль и 1.4 ккал/моль соответственно.

5. Показано, что НЭП(0)...я взаимодействие обусловлено переносом заряда с неподеленной пары электронов атома кислорода на разрыхляющую орбиталь л-системы изоциануратного цикла

6. Показано, что НЭП...л взаимодействия сопоставимы по энергии с другими межмолекулярными взаимодействиями и вносят значительный вклад в общую энергию кристаллической упаковки производных изоцианурата.

Основное содержание работы изложено в следующих работах:

1. Воронина, Ю.К. Кристаллическая структура бромалкильных производных 6-метилурацила и изоциануровой кислоты [Текст] / Ю.К. Воронина, Л.Ф. Сайфина, Е.С. Романова, O.A. Лодочникова, И.А. Литвинов // ЖСХ. - 2009. - Т. 50, №3 - С. 608-611.2. Воронина, Ю.К. Межмолекулярные взаимодействия в кристаллах изоциануратов, содержащих атом серы в N-алкильной цепи [Текст] / Ю.К. Воронина, O.A. Лодочникова, Л.Ф. Сайфина, М.М. Шулаева, С.Г. Фаттахов, И.А. Литвинов // Сборник тезисов конференции - школы для молодых ученых «Дифракционные методы исследования вещества: от молекул к кристаллам и наноматериалам»,- Черноголовка, Россия, 2008.-С. 13.

3. Воронина, Ю.К. Межмолекулярные взаимодействия в кристаллах замещенных изоциануратов [Текст] / Ю.К. Воронина, O.A. Лодочникова, Л.Ф. Сайфина, М.М. Шулаева, И.А.Литвинов // Материалы стендовых докладов школы - конференции по органической химии. - Екатеринбург, Россия, 2008.-С. 275.

4. Voronina, J.K Topological investigation of the 1р...я interactions in the systems conteining isocyanurate cycle [Text] / J.K. Voronina, I.A.Litvinov, K.A. Lyssenko // Vth International Symposium "Design and Synthesis of Supramolecular Architectures".- Kazan, Russia, 2009.- P. 145.

Отпечатано в ООО «Печатный двор». г, Казань, ул. Журналистов, 1/16, оф.207

Тек 272-74-59,541-76-41, 541-76-51. Лицензия ЦЦ №7-0215 от 01.11.2001 г. Выдана Поволжским межрегиональным территориальным управлением МПТРРФ. Подписано в печать 31.10.2009г. Усл. пл 1,3 Заказ № К-6737. Тираж 150 экз. Формат 60x841/16. Бумага офсетная. Печать - ризография.

Содержание диссертации автор исследовательской работы: кандидата химических наук, Воронина, Юлия Константиновна

ВВЕДЕНИЕ

ГЛАВА I. Литературный обзор

1.1. Межмолекулярные взаимодействия с участием 7с-системы

1.2. НЭП. .71 взаимодействия.

1.3 Теория Р.Ф.Бейдера «Атомы в Молекуле».

1.4 Мультипольная модель и мультипольное уточнение

1.5 Структуры изоциануратов.

ГЛАВА II. Межмолекулярные взаимодействия в кристаллах изоциануратов (Обсуждение результатов)

И. 1. Краткое описание молекулярной и кристаллической структуры исследованных соединений.

11.2 Делокализация 7г-электронной плотности в изоциануратном цикле.

11.3 Межмолекулярные взаимодействия в кристаллах 14-алкилзамещенных изоциануратов: эксперимент и теория.

11.4 НЭП. .71 взаимодействия в кристалах изоциануратов по данным рутинного рентгеноструктурного исследования.

11.5 Топологический анализ межмолекулярных взаимодействий 1[1-(метоксикарбонилметилтио)метил]-3,5-диметилизоцианурата по данным прецизионного рентгеноструктурного эксперимента и квантово-химических расчетов

11.6 Межмолекулярные взаимодействия в кристаллах производных изоцианурата, пиридона и урацила: сравнительный анализ по данным Кембриджской базы структурных данных 89 ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНАЯ ЧАСТЬ 91 ОСНОВНЫЕ РЕЗУЛЬТАТЫ И ВЫВОДЫ 100 СПИСОК ЦИТИРУЕМОЙ ЛИТЕРАТУРЫ

Введение диссертация по химии, на тему "Межмолекулярные взаимодействия в кристаллах изоциануратов"

Немаловажно отметить, что взаимодействия между неподеленной парой атома и тс-системой изучены преимущественно на основе ab initio расчетов модельных ароматических систем, таких как гексафторбензол, пиридин и их димеров и тримеров. Однако в связи со все возрастающим интересом к взаимодействиям такого рода круг объектов стал расширяться.

Необходимо отметить, что исследование неклассических слабых межмолекулярных взаимодействий посредством традиционных физико-химических методов (ЯМР-спектроскопия, ИК- и КР-спектроскопия, электрооптические методы) затруднительно, в то время как исследование методом рентгеноструктурного анализа дает непосредственную объективную информацию о сближении атомов, на основании чего можно сделать вывод о наличии того или иного межмолекулярного взаимодействия.

Для точного определения связывающего характера межмолекулярного взаимодействия и анализа его энергии удобно использовать топологический анализ функции распределения электронной плотности в рамках теории Р.Бейдера «Атомы в Молекулах». Главным преимуществом этой теории является то, что для анализа можно использовать функцию распределения электронной плотности, полученную как из данных прецизионного рентгеноструктурного эксперимента, так и из данных квантово-химических расчетов.

Ранее в институте им. А.Е.Арбузова проводилось исследование межмолекулярных взаимодействий в кристаллах и растворах циклических и ациклических производных пиримидинов. Было отмечено, что кристаллическая структура 1Ч-алкилзамещенных производных урацила образуется в основном за счет тт. .тс взаимодействий. В рамках данной работы проведено исследование ряда соединений, структурно родственных изученным ранее пиримидиновым основаниям, - производным изоциануровой кислоты — замещенных изоциануратов.

Исходя из важности межмолекулярных взаимодействий неподеленная пара.те система в химических и биохимических процессах, а также сложность определения таких взаимодействий, исследование нековалентных связывающих взаимодействий в кристаллах замещенных изоциануратов

Цель работы.

• Сравнительный анализ структурообразующих межмолекулярных взаимодействий в кристаллах производных изоцианурата и структурно-родственных гетероциклов — пиридона и урацила — с привлечением данных Кембриджской базы структурных данных.

Объекты исследования: производные солей изоциануровой кислоты — изоцианураты, имеющие различные заместители у атомов азота.

Предмет исследования: особенности кристаллической структуры замещенных изоциануратов; природа и энергия взаимодействий между исследуемыми молекулами; роль межмолекулярных взаимодействий в стабилизации супрамолекулярной структуры изоциануратов.

Научная новизна и практическая значимость работы.

Установлена молекулярная и кристаллическая структура 15 новых соединений — производных изоцианурата.

Проведен систематический анализ замещенных изоциануратов и их структурных аналогов — производных пиридона и урацила на предмет изучения структурообразующих межмолекулярных взаимодействий. Показано, что большинство кристаллов этих соединений образуется за счет взаимодействий с участием к — системы, причем с увеличением количества атомов азота в цикле увеличивается процент кристаллов, образованных НЭП. .7С взаимодействиями.

Показано, что для большинства замещенных изоциануратов основным структурообразующим взаимодействием является взаимодействие НЭП.л: типа. Подробный анализ этих взаимодействий в кристаллах изученных соединений показал, что молекула изоцианурата может одновременно вступать в несколько взаимодействий подобного типа, а геометрические параметры этих взаимодействий позволяют однозначно отнести их к связывающи.

Впервые проведен анализ НЭП(0).я взаимодействия в рамках теории Р.Бейдера «Атомы в молекулах», на основании которого доказан связывающий характер этого взаимодействия и оценена его энергия.

Личный вклад автора. Автором данной работы проводились все этапы рентгеноструктурного анализа: от отбора кристаллов до окончательной расшифровки эксперимента и уточнения полученных структур, в том числе и прецизионного эксперимента. Выполнен сравнительный анализ упаковок изученных соединений с их структурными аналогами и исследование ■ структурообразующих межмолекулярных взаимодействий. Также проведены квантово-химические расчеты и топологический анализ данных, полученных из прецизионного рентгеноструктурного эксперимента и квантово-химических расчетов.

Апробация работы. Основные результаты исследования докладывались и обсуждались на конференции — школе для молодых ученых «Дифракционные методы исследования вещества: от молекул к кристаллам и наноматериалам» (Черноголовка, 2008г.); IX школе-конференции по органической химии (Екатеринбург, 2008г.), Vth International Symposium "Design and Synthesis of Supramolecular Architectures" , (Kazan, 2009).

Публикации. По материалам диссертации опубликована одна статья в Журнале структурной химии, одна статья в сборнике по итогам IX школыконференции по органической химии (Екатеринбург, 2008), а также 2 тезисов докладов конференций.

Объем и структура работы. Диссертационная работа изложена на 117 страницах текста компьютерой верстки и содержит 33 таблицы, 44 рисунка, 2 схемы, 3 диаграммы и 142 библиографических ссылки.

Диссертация состоит из введения, двух глав, экспериментальной части, выводов и списка цитируемой литературы. Первая глава представляет собой литературный обзор, в котором показана роль межмолекулярных взаимодействий с участием ти-систем, а также краткое описание теории Р.Бейдера «Атомы в молекулах» и принципов мультипольного уточнения, используемых в работе. Во второй главе представлены результаты собственных исследований: описаны молекулярные и кристаллические структуры изученных соединений и проанализированы структуроопределяющие межмолекулярные взаимодействия. Особое внимание уделено анализу НЭП(0).7Г взаимодействий. В третьей главе представлены экспериментальные данные исследованных структур.

Заключение диссертации по теме "Физическая химия"

1. Проведено рентгеноструктурное исследование 15 новых производных изоцианурата и показано, что большинство кристаллов этого класса соединений образовано за счет межмолекулярных взаимодействий с участием я-системы.2. Впервые установлено, что в кристаллах полностью замещенных по атомам азота производных изоцианурата структурообразующими являются взаимодействия НЭП.. .тс типа.3. Проведены квантово-химические расчеты изолированной молекулы триметилизоцианурата и его димеров, образованных различными межмолекулярными взаимодействиями, методом Хартри-Фока с последующим топологическим анализом функции распределения электронной плотности в рамках теории «Атомы в молекулах», которые показали, что НЭП...тс , тс...тс и СН...О взаимодействия в данной системе носят связывающий характер и их энергия составляет 2.89 ккал/моль, 1.28 ккал/моль и 0.5-0.9 ккал/моль соответственно.4. Впервые проведен топологический анализ функции распределения электронной плотности в рамках теории Р. Бейдера, полученной по данным прецизионного рентгеноструктурного исследования и квантово химических расчетов методом DFT для 1[1-

(метоксикарбонилметилтио)метил]-3,5-диметилизоцианурата, и установлено, что энергия межмолекулярных взаимодействий СН...О и НЭП...тс типов в кристаллах изоциануратов составляет 1.27 ккал/моль и

2.05 ккал/моль; в свободном состоянии - 1.5 ккал/моль и 1.4 ккал/моль соответственно.5. Показано, что НЭП(0)...тс взаимодействие обусловлено переносом заряда с неподеленной пары электронов атома кислорода на разрыхляющую орбиталь тс-системы изоциануратного цикла

6. Показано, что НЭП...тс взаимодействия сопоставимы по энергии с другими межмолекулярными взаимодействиями и вносят значительный вклад в общую энергию кристаллической упаковки производных изоцианурата.

Список источников диссертации и автореферата по химии, кандидата химических наук, Воронина, Юлия Константиновна, Казань

1. Tsuzuki, S. Origin of attraction and directionality of the л.. . 71 interaction: Model chemistry calculations of benzene dimer interaction Text. / S. Tsuzuki, K. Honda, T. Uchimaru, M. Mikami, K. Tanabe // J. Am. Chem. Soc-2002.-Vol.124.-P. 104-112.

2. Mishra, B.K. iz-n interaction in pyridine Text. / B.K. Mishra, N.Sathyamurthy // J. Phys. Chem A.- 2006.- Vol. 109.- P. 6-8.

3. Piancenza, M. Van der Waals Interactions in Aromatic Systems: Structureand Energetics of Dimers and Trimers of Pyridine Text. / M. Piancenza, S. Grimme // ChemPhysChem.- 2005.- Vol. 6.- P. 1554-1558.

4. Tsuzuki, S. Intermolecular interaction between hexafluorobenzene andbenzene: Ab initio calculations including CCSD(T) level electron correlation correction Text. / S. Tsuzuki, T. Uchimaru, M. Mikami // J. Phys. Chem. A - 2006.- Vol. 110.- P. 2027-2033.

5. Sinnokrot, M.O. Substituent Effects in n-n Interactions: Sandwich and TShaped Configurations / M.O. Sinnokrot, C D . Sherrill Text. / J. Amer. Chem. Soc- 2004.- Vol. 126.- P. 7690-7697.

6. Hobza, P. Density-functional theory and molecular clusters Text. / P.Hobza, J. Sponer, T. Reschel // J. Comput. Chem.- 1995.- Vol. 16.- P. 13151325.

7. Egli, M. Lone Pair-Aromatic Interactions: To Stabilize or Not to StabilizeText. / M. Egli, S. Sarkhel // Ace. Chem. Res.- 2007.- Vol. 40.- № 3. - P. 197-205.

8. O.Meyer, E.A. Interactions with aromatic rings in chemical and biologicalrecognition Text. / E.A. Meyer, R.K. Castellano, F. Diederich // Angew. Chem. Int. Ed. Engl.- 2003.- Vol. 42.- P. 1210-1250.

9. Hunter, C.A. The nature of тт.-л-interactions Text. / C.A. Hunter, J.K.M.Sanders // J. Amer. Chem. Soc- 1990.- Vol. 112.- 5525-5534.

10. Tomic, Z.D. Stacking interactions between Chelate and Phenyl Rings inSquare-Planar Metal Complexes Text. / Z.D. Tomic, D. Sredojevic, S.D. Zaric // Crystal Growth and Design.- 2006.- Vol. 6.- P. 29-31.

11. Burley, S.K. Aromatic-aromatic interaction: a mechanism of proteinstructure stabilization Text. / S.K. Burley, G.A. Petsko // Science.- 1985.Vol. 229.- P. 23-28.

12. Mascal, M. Anion-aromatic bonding: A case for anion recognition by piacidic rings Text. / M. Mascal, A. Armstrong, M.D. Bartberger // J. Amer. Chem. Soc- 2002.- Vol. 124.- P. 6274-6276.

13. Gallivan, J.P. Can lone pairs bind to a pi system? Thewater.. hexafluorobenzene interaction. Text. / J.P. Gallivan,; D.A. Dougherty // Org. Lett.- 1999.- Vol. 288.- I. 1.- P. 103-108.

14. Berryman, O.B. Structural Criteria for the Design of Anion Receptors: The1.teraction of Halides with Electron-Deficient Arenes Text. / V.S.Bryantsev, D.P. Stay, D.WJohnson, B.P.Hay // J.Am.Chem.Soc2007.-Vol. 129.-P. 48-58.

15. Sinnokrot, M.O. Substituent Effects in n-n Interactions: Sandwich and TShaped Configurations Text. / M.O. Sinnokrot, C D . Sherrill // J. Amer. Chem. Soc- 2004.- Vol. 126.- P. 7690-7697.

16. Garau, C. Cation—ти versus Anion—л Interactions: Energetic, ChargeTransfer, and Aromatic Aspects Text. / С Garau, A. Frontera, D. Quinonero, P. Ballester, A. Costa, P.M Deya // J.Phys.Chem.- 2004.- Vol. 108.-P. 9423-9427.

17. Suzuki, F. Restricted Rotation Involving the Tetrahedral Carbon. XIV.Conformational Equilibria and Attractive Interactions in Substituted 9Benzyltriptycenes Text. / F. Suzuki, M. Oki // Bull. Chem. Soc. Jpn.1975.-Vol. 48.-P. 596-604.

18. Gung, B.W. Off-center oxygen-arene interactions in solution: A quantitativestudy Text. / B.W. Gung, X. Xue, H.J. Reich // J. Org Chem.- 2005.- Vol. 70.- P. 7232-7237.

19. Dennis, G.R. Dilute-solution field gradient-induced birefringence andmolecular quadrupole moment of benzene Text. / R. Dennis, G.L.D. Ritchie // J. Phys. Chem.- 1991.- Vol. 95.- P. 656-660.

20. Glaser, R. Aspirin. An ab Initio Quantum-Mechanical Study ofConformational Preferences and of Neighboring Group Interactions Text. / J. Org. Chem.// 2001.- Vol. 66.- P. 771-779.

21. Egli, M. Stereoelectronic effects of deoxyribose 04' on DNA conformationText. / M. Egli, R. V. Gessner// Proc. Natl.Acad. Sci. U.S.A.- 1995.- Vol. 92.-P. 180-184.

22. Sarkhel, S. Water-Nucleobase "Stacking": H-д and Lone Pair-<5 Interactionsin the Atomic Resolution Crystal Structure of an RNA Pseudoknot Text. / S. Sarkhel, A. Rich, M. Egli // J. Am. Chem. Soc.0- 2003.- Vol. 125.- P. 8998-8999.

23. Mooibroek, T.J. Lone pair_7i interactions: a new supramolecular bond?Text. / T. J. Mooibroek, P. Gamez J. Reedijk // CrystEngComm.- 2008.Vol. 10.-P. 1501-1515.

24. Danten, Y. On the Nature of the Water—Hexafluorobenzene InteractionText. / Y. Danten, T. Tassaing, M. Besnard // J. Phys. Chem. A - 1999.Vol. 103.-P. 3530-3534.

25. Williams, J. H. The molecular electric quadrupole moment and solid-statearchitecture Text. / J. H. Williams // Ace. Chem. Res.- 1993.- Vol. 26.- P. 593-598.

26. Coates, G.W. Phenyl-Perfluorophenyl Stacking Interactions: A NewStrategy for Supermolecule Construction Text. / G.W. Coates, A.R. Dunn,

27. M. Henling, D.A. Dougherty, R.H. Grubbs // Angew. Chem., Int. Ed.Engl.- 1997.- Vol. 36.- P. 248-251.

28. West, P. Thoretical Studies of the Supramolecular SynthonBenzene..Hexafluorobenzene. Text. / P. West, S. Mecozzi, D.A. Dougherty // Phys. Org. Chem.- 1997.- Vol. 10.- P. 347-350.

29. Dougherty, D.A. Cation-тс Interactions in Chemistry and Biology: A NewView of Benzene, Phe, Tyr, and Tip Text. / D.A Dougherty // Science.1996.-Vol. 271.-P. 163-168.

30. Ma, J.C. The Cation-7i Interaction Text. / J.C. Ma, D.A.Dougherty //Chem. Rev.- 1997.- Vol. 97.- P 1303-1324.

31. Alkorta, I. An Attractive Interaction Between The я-Cloud of СбРб AndElectron-donor Atoms Text. / I. Alkorta, I. Rozas, J. Elguero // J. Org. Chem.- 1997.- Vol. 62.- P. 4687-4691.

32. Mascal, M. Anion-Aromatic Bonding: A Case for Anion Recognition by 7iAcidic Rings Text. / M. Mascal, A. Armstrong, M. D. Bartberger // J. Am. Chem. Soc- 2002.- Vol. 124.- P. 6274-6276.

33. Kawahara, S.I. Theoretical Study of the C—F/тг Interaction: Attractive1.teraction between Fluorinated Alkane and an Electron-Deficient re-System Text. / S.-i. Kawahara, S. Tsuzuki, T. Uchimaru, // J. Phys. Chem. A.2004.- Vol. 108.- P. 6744-6749.

34. Wang, H. S. Six-, seven- and eight-coordinated Cd(II) ions with Nheterocyclic multicarboxylic acids Text. / H. S. Wang, W. Shi, J. Xia, H. В. Song, Н. G. Wang and P. Cheng // Inorg. Chem. Commun.- 2007.- Vol. 10.-P. 856-859.

35. Bondi, J. Van der Waals Volumes and Radii Text. / J. Bondi // Phys.Chem.- 1964.- Vol. 68.- P. 441-451.

36. Honberg P. Inhomogeneous Electron Gas Text. / P. Honberg, W. Kohn //Phys. Rev.- 1964.- Vol. 136.- P. B864-B871.

37. Бушмаринов, И.С. Энергия атомов в теории «Атомы в молекулах» и ееиспользование для решения химических задач Текст. / И.С. Бушмаринов, К.А. Лысенко, М.Ю.Антипин // Успехи химии.- 2009.- Т. 78. - № 4.- 307-327.

38. Бейдер, Р. Атомы в Молекулах. Квантовая теория / Р.Бейдер. // пер. сангл.- Издательство «Мир», М.- 2001. -532 с.

39. Bader, R.F.W. A Topological Theory of Molecular Structure Text. / R.F.W.Bader T.T. Nguyn-Dang, Y. Tal // Rept. Prog. Phys. - 1981.- Vol. 44.- P. 893948.

40. Bader, R.F.W. Theoretical Definition of a Functional Group and the MolecularOrbital Paradigm Text. / R.F.W. Bader, P.L.A. Popelier, T.A. Keith. // Angew. Chem. Int. Ed. Engl. - 1994.- Vol. 33.- P. 620-631.

41. Bader, R.F.W. A Quantum Theory of Molecular Structure and itsApplications Text. / R.F.W. Bader.- Chem. Rev.- 1991.- 91.- P. 893-928.

42. Bader, R.F.W. Quantum Theory of Atoms in Molecules - Dalton RevisitedText. / R. F. W. Bader, Т. T. Nguyen-Dang.- Adv. Quant. Chem.- 1981.Vol. 14.- P. 63-124.

43. Bader, R.F.W. The Kinetic Energy of Molecular Charge Distributions andMolecular Stability Text. / R. F. W. Bader, HJ.T. Preston. // Int. J. Quantum. Chem.- 1969.- Vol. 3.- P. 327-347.

44. Egli, M. Face-to-face and edge-to-face p-p interactions in a synthetic DNAhairpins with a stilbenediether linker. Text. / M. Egli, V.Tereshko, G.N. Mushudov, R. Sanishvili, X. Y. Liu, F.D. Lewis // J. Am. Chem. Soc2003,-Vol. 125.-P. 10842-10849.

45. Bader R.F.W., Description of Conjugation and Hyperconjugation in Termsof Electron Distributions. Text. / R.F.W. Bader, T. S. Slee, D. Cremer, E. Kraka.- J. Amer. Chem. Soc- 1983.- Vol. 105.- P. 5061-5068.

46. Лысенко, K.A. Характер химической связи O-O в гидропероксидахТекст. / K.A. Лысенко, М.Ю. Антипин, В.Н. Хрусталев // Известия АН, сер.хим.- 2001.- № 9.- 1465-1474.

47. Lyssenko, К.A. Intramolecular H-bonds in the crystal of tetraacetylethane:3c-4e interaction or a dynamic disorder? Text. / K.A. Lyssenko, D.V. 1.ubetsky, M.Yu. Antipin // Mendeleev Commun.- 2003.- P. 60-62.

48. Munshi, P. Five varieties of hydrogen bond in l-formyl-3thiosemicarbazide: an electron density study Text. / P.Munshi, T.S. Thakur, T.N.G. Row, G.R. Desiraju // Acta Cryst. В - 2006.- Vol. 62.- P. 118-127.

49. Tsirelson, V.G. Electron density and Bonding in Crystals: Principles,Theory and X-Ray Diffraction experiments in Solid State Physics And Chemistry Text. / V.G. Tsirelson, R.P. Ozerov // IOP Publishing Ltd.1996.-517 P.

50. Koritsanszky, T.S. Chemical applications of X-ray charge-density analysisText. / T.S. Koritsanszky, P. Coppens // Chem. Rev.- 2001.- Vol. 101.- P. 1583-1628.

51. Hansen, N.K. Testing aspherical atom refinements on small-molecule datasets Text. / N.K. Hansen, P. Coppens // Acta. Cryst. A - 1978.- Vol. 34.P. 909-921. 1.l l

52. Yu. A. Abramov, On the Possibility of Kinetic Energy Density Evaluationfrom the Experimental Electron-Density Distribution Text. / Acta Cryst. A -1997.-Vol. 53.- P. 264-272.

53. Espinosa, E. About the evaluation of the local kinetic, potential and totalenergy densities in closed-shell interactions Text. / E. Espinosa, I. Alkorta,

54. Rozas, J. Elguero, E. Molins // Chem. Phys. Letts.- 2001.- Vol. 336.- P.457-461.

55. Tsirelson, V.G. The mapping of electronic energy distributions usingexperimental electron density Text. / V.G. Tsirelson // Acta Cryst. В 2002.- Vol. 58.- P. 632-639.

56. Zhurova, E.A. Electronic energy distributions in energetic materials: NTOand the biguanidinium dinitramides Text. / E.A. Zhurova, V.G. Tsirelson, A.I. Stash, M.V. Yakovlev, A.A. Pinkerton // J. Chem. Phys.- 2004.- Vol. 108.-P. 20173-20179.

57. Киржниц, Д.А. Статическая модель вещества Текст. / Д.А. Киржниц,Ю.Е. Лозовик, Г.В. Шпатаковская // Успехи Физ. Наук.- 1975.- Т. 711.- 3-47.

58. Tsirelson, V. Determination of the electron localization function fromelectron density Text. / V. Tsirelson, A. Stash // Chem. Phys. Letts.- 2002.Vol.351.-P. 142-148.

59. Tsirelson, V. Analyzing experimental electron density with the localizedorbital locator Text. / V. Tsirelson, A. Stash // Acta Cryst. В - 2002.- Vol. 58.-P. 780-785.

60. Savin, A. ELF: The electron localization function Text. / A. Savin, R.Nesper, S. Wengert, T. Fassler // Angew. Chem., Int. Ed. Engl.- 1997.- Vol. 36.-P. 1809-1832.H.L.

61. Schmider, H.L. Chemical content of the kinetic energy density Text. /H.L. Schmider, A.D. Becke // J. Mol. Structure (Theochem).- 2000.- Vol. 527.-P. 51-61.

62. Gavezzotti, A. Theoretical Aspects and Computer Modeling Text. / A.Gavezzotti, G. Filippini // Chichester: J. Wiley and Sons.- 1997.- Vol. 3.P. 61-97.

63. Beyer, T. Which organic crystal structures are predictable by lattice energyminimization Text. / T. Beyer, T. Lewis, S.L. Price // Cryst. Eng. Comm,2001.-Vol. 3.-P. 178-212.

64. Gavezzotti, A. Ten years of experience in polymorph prediction: what next?Text. / A. Gavezzotti // Cryst.Eng.Comm.- 2002.- Vol. 4.- P. 343-347.

65. Day, G.M. Beyond the Isotropic Atom Model in Crystal StructurePrediction of Rigid Molecules: Atomic Multipoles versus Point Charges / G.M. Day, W.D.S. Motherwell, W. Jones // Cryst. Grow. & Des.- 2005.Vol. 5.-P. 1023-1033.

66. Gavezzotti, A. Quantitative Ranking of Crystal Packing Modes bySystematic Calculations on Potential Energies and Vibrational Amplitudes of Molecular Dimers Text. / A. Gavezzotti // J. Chem. Theory and Comput- 2005.- Vol. 1.- P. 834-840. из

67. Suponitsky, K.Yu. Electron-density-based calculations of intermolecularenergy: case of urea Text. / K.Yu. Suponitsky, V.G. Tsirelson, D.Feil // Acta Cryst. A - 1999.- Vol. 55.- P. 821-823.

68. Scheele, C. Text. / Samitliche physische und chemische Werke - 1793.Vol. 2.- P. 149.

69. W6hlerF, Text. /F . Wohler //Pogg. Ann-1828. -B.15. - S. 622

70. Wiebenga, E. H. Cristal structure of cyanuric acid Text. /E. H. Wiebenga//J. Am. Chem. Soc. -1952.- Vol. 74.- № 23.- P. 6156-6157

71. Allcock H.R. Contemporary Polymer Chemistry Text. / H.R.Allcock, F.W.1.mpe - Prentice Hall: New Jersey -1999.- 570 P.

72. Steed, J.W. Supramolecular Chemistry. Text. / J.W. Steed, J.L. AtwoodJohn Wiley & Sons, Ltd.: Chichester, New York, Weinheim, Brisbane, Singapore, Toronto - 2000.- 990 P.

73. Kimizuka, N. Tube-like Nanostructures Composed of Networks ofComplementary Hydrogen Bonds Text. / N. Kimizuka, T. Kawasaki, K. Hirata, T. Kunitake // J. Am. Chem. Soc. - 1995. - Vol. 117.- № 3. - P. 6360-6361.

74. Arduini, M. A Novel Type of Hydrogen-Bonded Assemblies Based on theMelamine-Cyanuric Acid Motif Text./ M. Arduini, M. Crego-Calama, P. Timmerman, D. N. Reinhoudt // J. Org. Chem. - 2003.- Vol. 68.-№ 3. -P. 1097-1106.

75. Damodaran, K. Solid State NMR of a Molecular Self-Assembly:Multinuclear Approach to the Cyanuric Acid-Melamine System Text. / K. Damodaran, G.J. Sanjayan, P.R. Rajamohanan, S.Ganapathy, K.N. Ganesh // Org.Lett.-2001.- Vol. 3.-№2.- P. 1921-1924.

76. Shao, X.-B. Strapped porphyrin rosettes based on the melamine-cyanuricacid motif. Self-assembly and supramolecular recognition Text. / X.-B. Shao, X.-K. Jiang, Sh.-Zh. Zhu, Zh.-T. Li // Tetrahedron - 2004.- Vol. 60.№41.-P. 9155-9162.

77. Цолингер, Г. Химия азокрасителей. Текст. / Пер с нем. О.Ф.Гинзбурга под ред. Б.А. Порай-Кошица — Ленинград: Госхимиздат.1960.-363 с.

78. Хархаров, А.А. Активные красители и их применение втекстильной промышленности. Текст. / А.А. Хархаров, И.Я. Калантаров — Москва: Ростехиздат. — 1961.- 327 с.

79. Мельников, Н.Н. Пестициды. Химия, технология и применение.Текст. / Н.Н. Мельников — Москва: Химия — 1987 - 712 с.

80. Яхонтов, Л.Н. Поиски лекарственных препаратов в ряду 1,3,5триазинов. Текст. / Л.Н. Яхонтов, Г.М. Вахатова. // Химикофармацевтический журнал - 1981. -Т. 15 - № 8. - 27-44

81. Burchenal, J.H. 2,4-Diaminopyrimidines as antagonists of folic acidand folinic acid Text. / J.H. Burchenal, M.L. Crossley, C.C. Stock // Arch. Biochem. - 1950. - Vol. 26. - P.321-323.

82. Rose, F. L. New Cytotoxic Agents with Tumour-Inhibitory ActivityText. / F. L. Rose, J. A. Hendry, A. L. Walpole // Nature - 1950. - Vol. 165.-P. 993-996.

83. Hendry, J.A Cytotoxic Agents; I, Methylolamides with TumourInhibitory Activity, and Related Inactive Compounds Text. /J.A. Hendry, F.L. Rose, A. L. Walpole // Brit. J. Pharmacol. - 1951. - Vol. 6. - № 2- P. 201-234.

84. Wodinsky, I. Text. / I. Wodinsky, C.J. Keusler // Advanc.Antimicrob. Antineoplast. Chemother. - 1971. - Vol. 2. - P.427-429.

85. Ratty, C.J. In vitro studies with hexamethylmelamineText. / C.J.Ratty, T.A. Connors. // Biochem. Pharmacol. - 1977. - Vol. 26. - № 24 - P. 2385-2391.

86. Klotzer, W. Neue Reaktionen am Sulfanilamid und neue Nr substituierte sulfanilamide Text. / W. Klotzer, H. Bretshneider // Mh. Chem. - 1956. - Vol. 87. - S. 120-130.

87. Taft, W. E. Sulfanilamido-s-triazines. I. Synthesis of 2Sulfanilamido-4,6-diethyl-s-triazine and Related Compounds Text. / W. E. Taft, H. M. Krazinski, F. С Schaefer, R. G. Shepherd // J. Med. Chem. 1965.-Vol. 8.-P. 784-789.

88. Friedheim, E. A. H. Trypanocidal and Spirochetocidal ArsenicalsDerived from s-Triazine Text. / E. A. H. Friedheim // J. Am. Chem. Soc. 1944. - Vol. 66. -№ 10. - P. 1775-1778.

89. Shah, M. H. Synthesis and diuretic activity of 2-amino-4-arylamino6-mercapto-s-triazines and related derivatives. Text. / M.H. Shah, Ch.V. Deliwala, U. K. Sheth. // J. Med. Chem - 1968. - Vol. 11. - № 6 - P. 11671171.

90. Vanderhoek, R. Bis(dimethylamino)-s-triazinyl antiinflammatoryagents Text. / R. Vanderhoek, G. Allen, J.A. Settepani. // J. Med. Chem — 1973.-Vol. 1 6 . - № 11.-P. 1305-1306

91. Погосян, Г.М., Политриазины. Текст. / Г.М. Погосян, В.А.Панкратов, В.Н. Заштатный, Г. Мацоян.- Ереван: изд. АН АрмССР. -1987.-614 с.

92. Лебедева, Н.С. Дезинфектанты на основе 1,3,5-триазина. Текст./ Труды Центрального науч.- исслед. дезинфекционного института. 1980.-№19-С.135-139.

93. Dietrich, Н. Refinement of the molecular charge distribution incyanuric acid Text. / H. Dietrich, Ch. Scheringer // Acta cryst. —1979.Vol. 35.-P. 1191-1197.

94. Li, Yi. Electrostatic Interaction of _-Acidic Amides with HydrogenBond Acceptors Text. / Yi Li,. Lawrence B. Snyder and David R. Langley // Bioorganic & Medicinal Chemistry Letters.- 2003.- Vol. 13.- P. 32613266.

95. Gokel, G.W. Experimental Evidence for Alkali Metal Cation-л;1.teractions Text. / G.W. Gokel, S.L. De Wall, E.S. Meadows // Eur. J. Org. Chem.- 2000.- V. 200.- P. 2967-2978.

96. Desiraju, G. R. The Weak Hydrogen Bond Text. / G. R Desiraju, , T.Steiner // Oxford University Press.- Oxford.- 1999.- 528 P.

97. Kruszynski, R. Short intermolecular N-Br..O=C contacts in 1,3dibromo-5,5-dimethylimidazolidine-2,4-dione Text. / R. Kruszynski // Acta Crystallogr. Sec. С - 2007. - Vol. 63- P. 389 - 391.

98. Hassel, O. Direct structural evidence for weak charge-transfer bondsin solids containing chemically saturated molecules Text. / O. Hassel and Chr. Ramming // Q. Rev. Chem. Soc- 1962.- Vol. 16.- P. 1-18.

99. Leser, J. Molecular packing modes of acyl halides. I. IntroductionText. / J. Leser, D. Rabinovich // Acta Crystallogr. Sec. В.- 1978.- Vol. 34.-P. 2250-2252.

100. Allen, F. H. The Cambridge Structural Database: a quarter of amillion crystal structures and rising Text. / F.H. Allen, Acta Cryst. В 2002.-Vol. 58.-P. 380-388.

101. Altomare, A. E-map improvement in direct procedures Text. / A.Altomare, G. Cascarano, C. Giacovazzo, D. Viterbo // Acta Crystallogr. Sec. A.- 1991.- Vol. 47.- № 6.- P. 744-748.

102. Sheldrick, G.M. / SHELX-97, release 97-2. - Germany.- Universityof Goettingen.- 1998.

103. Farrugia L.J. / WinGX 1.64.05 An Integrated System of WindowsPrograms for The Solution, Refinement and Analysis of Single Crystal XRay Diffraction Data // J. Appl. Crystallogr. - 1999. - 32. - P. 837 - 838.

104. Spek A.L. / PLATON for Windows Version 98 // Acta Crystallogr.Sec. A. - 1990. -Vol. 46. -№ 1. - P . 34-41.

105. Programs, SAINT and SADABS - 1999.- Bruker-AXS IncMadison.- WI-53719.- USA.

106. G.M. Sheldrick, SHELXTL v. 5.10, Structure DeterminationSoftware Suite, Bruker AXS, Madison, Wisconsin, USA;

107. Hansen, N.K. Testing aspherical atom refinements on small-moleculedata sets Text. / N.K. Hansen, P. Coppens // Acta. Cryst. A - 1978.- Vol. 34.-P. 909-921.

108. T.S. Koritsansky, S.T. Howar, T.Richter, P.R. Mallinson, Z. Su, N.K.Hansen, XD, acomputer program package for multipole refinement and analysis of charge densities from X-ray diffraction data, 1995.

109. Stash, A. WinXPRO: a program for calculating crystal and molecularproperties using multipole parameters of the electron density Text. / A. Stash, V. Tsirelson // J. Appl. Crystallogr.- 2002.- Vol. 35.- P. 371-373.

110. Biegler-Konig, F AIM2000 - A Program to Analyze and VisualizeAtoms in Molecules Text. / F Biegler-Konig, J. Schonbohm, D. Bayles // J. Сотр. Chem.- 2001.- 22.- P. 545-559. (