Coronene-uracil complexes embedded in argon matrices: FTIR spectroscopy and quantum-mechanical calculations

Анотація

Застосовано матричну ІЧ фур’є-спектроскопію та квантово-хімічні розрахунки для вивчення взаємодій між нуклеїновою основою урацилом та короненом, який моделює поверхню графена. Використання кварцових мікроваг дозволило отримати матричні зразки з точними концентраціями коронену та урацилу (матричне співвідношення 2.5:1:1000, коронен :урацил:аргон). Встановлено, що взаємодія між короненом та урацилом призводить до спектральних зсувів смуг урацилу, які не перевищують 10см^–1. Максимальні зсуви спостерігались для валентних коливань C=O груп та позаплощинних коливань NH груп урацилу. Структура та енергії взаємодії стекінг та Н-зв’язаних комплексів коронен-урацил розраховано з використанням методів DFT/B3LYP(GD3BJ)/aug-cc-pVDZ та MP2/aug-cc-pVDZ. Всього знайдено 19 стабільних стекінг та два Н-зв’язаних димерів коронен-урацил. Енергії взаємодії, які отримані для найбільш стабільного стекінг-димеру, становили –12,1 та –14,3ккал/моль для методів DFT та MP2. Енергії взаємодії в Н-зв’язаних димерах не перевищували –3 ккал/моль. ІЧ спектри досліджених мономерних молекул та всіх димерів розраховано з використанням методу DFT/B3LYP(GD3BJ)/aug-cc-pVDZ. Отримані спектральні зсуви, які є наслідком взаємодії коронену та урацилу, добре узгоджуютьсяз експериментальними результатами у випадку найбільш стабільного димеру.