изучение строения 1-нитро-2

ИЗУЧЕНИЕ СТРОЕНИЯ 1-НИТРО-2-АМИНОБЕНЗФУРАЗАНФУРОКСАНА
Н.С. ХАЙРУЛЛИНА1, Д.И. ХАМИДУЛЛИН1, В.Я. БАЗОТОВ1, А.Т. ГУБАЙДУЛЛИН2
1
Казанский государственный технологический университет, Россия, Казань, [email protected]
Институт органической и физической химии им. А.Е. Арбузова, КазНЦ РАН, Россия, Казань
2
В настоящее время повышенный интерес исследователей вызывают соединения фуразано-фуроксанового ряда и, в
первую очередь, нитросоединения на их основе. Перспективность использования таких соединений в качестве компонентов энергонасыщенных материалов обуславливается необходимостью исследования их строения, что является основой для изучения соотношения между молекулярной структурой и кристаллической плотностью в энергонасыщенных материалах. Одним из объективных методов идентификации строения новых веществ является рентгеноструктурный анализ.
Рентгеноструктурный анализ монокристалла 1-нитро-2-аминобензфуразанфуроксана был проведен на автоматическом рентгеновском дифрактометре CAD-4 фирмы "NONIUS B.V." методом вращения. Монокристальные образцы
выращены из раствора в нитрометане методом снижения температур.
Рентгеноструктурный анализ 1-нитро-2-аминобензфуразанфуроксана показал, что кристаллы соединения ромбические. При 20°С, параметры кристаллической ячейки: а = 9,333(1) Å, b = 6,447(2) Å, c = 14,096(5) Å, V = 848,2(4) Å3,
Z = 4, dcalc = 1,865 г/см3, пространственная группа P 21 21 21.
Параметры ячейки и интенсивности 1723 независимых отражений, 1478 из который с I ≥ 2σ, измерены при температуре 20°С (графитовый монохроматор, λCuКα,
ω -сканирование, 2θ ≤ 74,2°).Стуктура расшифрована прямым ме2θ
тодом по программе SIR [1] и уточнена сначала в изотропном, а затем в анизотропном приближении. Атомы водорода
выявлены из разностных рядов электронной плотности. Их вклад в структурные амплитуды учитывали с фиксированными позиционными и изотропными температурными параметрами. Все расчеты проведены по комплексу программ
WinGX [2]. Окончательные значения факторов расходимости R = 0,0549, Rw = 0,1578 по 1478 отражениям с F2≥ 2σ. Все
предварительные расчеты проведены по программам комплекса MolEN [3], анализ межмолекулярных взаимодействий
и рисунки молекул выполнены по программе PLATON [4]. Геометрия молекулы показана на рисунке 1.
Рисунок 1 – Геометрия молекулы 1-нитро-2-аминобензфуразанфуроксана
Для фуроксановых соединений характерно, что связи С=N по обеим сторонам кольца различаются по длине незначительно, причем всегда длиннее та связь, которая примыкает к N-оксидной группировке С=N(О), в исследуемом соединении эта закономерность также прослеживается (С4=N4 – 1,307 Å, а С5=N5(О) – 1,310 Å). Нитрогруппа по своим
геометрическим параметрам (по длинам связи) практически не отличается от нитрогрупп в ароматических нитросоединениях.
В фуразановом цикле длина связи N3–О2 (1,370 Å) короче, чем длина связи N2–О2 (1,406 Å). значения длин связей
и валентных углов фуразанового фрагмента хорошо согласуется со среднестатистическими значениями, рассчитанными с использованием Кембриджского банка структурных данных [5]. Связи С4–С5 бензольного кольца при фуроксановом цикле (1,415 Å) короче связи С3–С2 при фуразановом фрагменте (1,429 Å).
Упаковка молекул 1-нитро-2-аминобензфуразанфуроксана в кристалле представлена на рисунке 2.
Рисунок 2 – Фрагмент упаковки молекул в кристалле
Как видно из рис. 2, в кристалле 1-нитро-2-аминобензфуразанфуроксана межмолекулярное взаимодействие наблюдается через атом водорода аминной группы одной молекулы и атом азота фуразанового фрагмента другой молекулы. Также имеется внутримолекулярное взаимодействие между водородом аминной группы и кислородом нитрогруппы с одной стороны, и между водородом аминной группы и внециклическим кислородом фуроксанового кольца с
другой стороны.
Таким образом, впервые рентгеноструктурным анализом (методом вращения) изучено строение молекулы 1-нитро2-аминобензфуразанфуроксана и их компоновка в кристалле. Знание молекулярной и кристаллической структуры соединения позволяет наиболее полно изучить свойства, а для энергонасыщенных соединений дополнительно оценить
их энергетические возможности.
Ссылки
1. Altomare A., Cascarano G., Giacovazzo C., Viterbo D. Acta Crystal. (A). 1991, 47, 744.
2. Farrugia L.J. // J.Appl.Crystal. 1999. 32. P.837-838
3. Straver L.H., Schierbeek A.J. MOLEN. Structure Determination System. Vol. 1. Program Description. Nonius B.V.
1994. 180 p.
4. Spek A.L. Acta Crystal. (A). 1990, 46, 34.
5. Cambridge Crystallography Data Base Release, 1986.