Индицирование порошковых рентгенограмм на примере N-оксида 4-нитропиридина с GaCL3

Структуры на основе N-оксидов имеют широкое применение в медицине, сельском хозяйстве, парфюмерии в виду их высокой биологической активности. Поэтому представляет интерес исследование их структуры. Так как чаще всего данные соединения синтезируются в виде порошка, то эта задача в данной работе решается с помощью порошкового рентгеноструктурного анализа.

Целью данной работы является определение кристаллической и атомно-молекулярной структуры молекулярного комплекса (м.к.) N-оксида 4-нитропиридина с GaCl3 на основе анализа рентгенодифракционных данных, полученных от порошка.

Исследуемое вещество было синтезировано в виде белого мелкокристаллического порошка на кафедре молекулярной биологии, биологической и органической химии Петрозаводского государственного университета.

Рентгенограмма исследуемого м.к. была получена на дифрактометрах ARL'XTRA и ДРОН-6 на медном Ка- излучении в интервале углов 20 от 2° до 70° с шагом по углу 0,02°.

С целью определения кристаллографических характеристик было проведено индицирование рентгенограммы в программах DICV0L04 и TRE0R90 по 25 наиболее сильным дифракционным отражениям. Достоверность данного этапа оценивалась по общепринятым факторам M20 и FN. Для каждого из 10 полученных вариантов индицирования были выбраны пространственные группы симметрии, исходя из анализа погасаний. Рентгенограмму м.к. N-оксида 4-нитропиридина с GaCl3 удалось проиндицировать в моноклинной и триклинной сингониях.

Для всех выбранных групп симметрии проводилось FPD-разложение, достоверность которого оценивалась по общепринятым факторам недостоверности (R-факторам). В данной работе FPD-разложение проводи¬лось в программе DASH 3.1. Наименьшие значения R-факторов (х2=3,2, Rwp=16,6%, Rexp=9,3%) были достигнуты для варианта индицирования с кристаллографическими характеристиками a=9,977(8) А, b=11,87(1) А, c=16,29(2) А, а=60,34(7)°, р=88,86(9)°, у=66,53(7)°, V=1499,32 А3, Z=6, пр. гр. P-1. Для остальных вариантов, найденных на этапе индицирования, факторы недостоверности, полученные в процессе FPD-разложения, были выше, но лежали в разумных пределах. Поэтому следующий этап, поиск положения молекулы в элементарной ячейке, также был выполнен для всех вариантов.

Для проведения поиска положения молекулы в элементарной ячейке были построены 5 моделей м.к. N- оксида 4-нитропиридина с GaCl3, отличающихся друг от друга углом разворота групп NO2 и GaCl3 относительно плоскости пиридинового кольца. Поиск положения молекулы в элементарной ячейке проводился в программе DASH 3.1. методом симулированного отжига. Совпадение между кривыми рассеяния, полученными на этапе FPD-разложения и в процессе поиска, оценивалось по значению х2.

Таким образом, в ходе работы было проведено индицирование рентгенограммы исследуемого м.к., получено 10 вариантов, для каждого из которых были выбраны пространственные группы симметрии. Для каждой группы симметрии было проведено FPD-разложение и поиск положения молекулы в элементарной ячейке методом симулированного отжига. В дальнейшем планируется провести уточнение координат мето¬дом Ритвельда с целью проверки правильности найденного решения атомно-молекулярной структуры.

Работа выполнена в рамках Программы стратегического развития ПетрГУ на 2012-2016 гг.

М. Х. Юзвюк