Решение структуры N-оксида 2-(4-диметиламиностирил) пиридина по порошковым дифракционным данным

Гетероароматические N-оксиды являются важным классом органических веществ благодаря их высокой биологической активности. Вещества на основе N-оксидов чаще всего используются в сельском хозяйстве и медицине. В виду того, что влияние N-оксидов на различные системы изучено мало, большой интерес представляет исследование структур соединений, полученных на их основе. Так как новые материалы синтезируются, как правило, в виде порошка, то изучение структуры методом порошкового рентгенодифракционного анализа поможет не только расширить знания о данном классе соединений, но и внести вклад в развитие методики обработки и анализа порошковых дифракционных данных.

Целью настоящей работы было решение кристаллической и атомно-молекулярной структуры N-оксида 2- (4-диметиламиностирил) пиридина. Исследуемое вещество было синтезировано в виде порошка на кафедре молекулярной биологии, биологической органической химии Петрозаводского государственного университета. Рентгенограмма образца получена на установке ARL'XTRA в медном Ka-излучении, в интервале углов 20 от 2° до 70° с шагом по углу 0,02°, время экспозиции в точке составило 10 секунд.

Индицирование рентгенограммы с целью определения кристаллографических характеристик проводилось в программах DICV0L04 и TRE0R90 по наиболее сильным дифракционным отражениям. Рентгенограмму удалось проиндицировать в моноклинной сингонии, и были получены следующие параметры: а=6,459(5) А, b=6,860(3) А, c=14,250(1) А, р=91,3(8)°. Достоверность индицирования оценивалась по общепринятым факторам достоверности M20 и FN, которые приняли значения 10 и 15 соответственно.

Для полученного варианта индицирования, исходя из анализа систематических погасаний, была выбрана пространственная группа P21.

Для выбранной пространственной группы было выполнено разложение порошкограммы на сумму интегральных интенсивностей (FPD-разложение) в программе MRIA, с целью оценки корректности, найденных на этапе индицирования элементарной ячейки и пространственной группы симметрии. Отличие FPD- разложения от метода Ритвельда заключается в том, что в качестве уточняемых параметров используются не координаты и тепловые параметры атомов, а непосредственно сами значения структурных факторов. Достоверность данного этапа оценивается по общепринятым факторам недостоверности (R-факторам), которые составили Rp= 2,1%, Rwp= 2,9%, х2= 3,5.

Для поиска положения молекулы в элементарной ячейке в программе ChemSketch 12.0 были построены модели исследуемого комплекса исходя из известных литературных данных об углах и длинах связей. Этап поиска структурного мотива методом симулированного отжига проводился в программе MRIA, затем полученные координаты молекул уточнялись методом Ритвельда. Достоверность выполненного уточнения оце-нивается по значениям R-факторов, которые в настоящей работе составили Rp= 2,1%, Rwp=1,6%, х2= 2,9.

Значения длин и углов связей, рассчитанные по уточненным координатам, лежат в области кристаллографически достоверных значений. Показано, что молекула данного соединения не является плоской, угол поворота плоскости N-оксида пиридина относительно бензольного кольца составляет 43°.

Таким образом, по порошковым дифракционным данным решена структура молекулярного комплекса N-оксида 2-(4-диметиламиностирил) пиридина.

М. Х. Юзвюк