Проявление резонанса Ферми в колебательных спектрах 5-йодурацила и его дейтеропроизводных, изолированных в низкотемпературных матрицах Ar - Иванов, А.Ю.; Рубин, Ю.В.; Егупов, С.А.; Белоус, Л.Ф.; Карачевцев, В.А. (Физика низких температур, 2014)
ИК фурье-спектры изолированных молекул 5-йодурацила (5IU) и его дейтеропроизводных получены в низкотемпературных (Т = 8 К) аргоновых матрицах в диапазоне частот 3800–200 см⁻¹ с разрешением 0,3 см⁻¹. Выполнена оценка заселенности таутомеров при температуре испарения 395 К с помощью квантово-механических методов DFT (функционалы B3LYP и B2PLYP) и MP2. Установлено, что заселенность основной таутомерной кето-формы 5IU превышает 99,8%. Проведены расчеты колебательных спектров 5IU с использованием метода DFT/B3LYP и базиса 6-311++G(df,pd), а также коррекция расчетных частот с применением полинома второго порядка. Установлено, что в области валентных колебаний νCO молекул 5IU проявляется тройной резонанс Ферми между фундаментальной модой νC4O и комбинационными колебаниями с частотами 1745,3 и 1722,5 см⁻¹. Обнаружены шесть комбинационных мод в области валентных колебаний кольца и плоскостных деформационных колебаний 5IU. Отнесение полос колебательного спектра 1,3-дидейтеро-5-йодурацила (D5IU) демонстрирует присутствие шести комбинационных мод D5IU во всем спектральном диапазоне. Установлено, что резонанс Ферми вызывает расщепление полос валентных колебаний νND в спектрах пиримидиновых оснований. ІЧ фур’є-спектри ізольованих молекул 5-йодурацилу (5IU) та його дейтеропохідних отримано у низькотемпературних (Т = 8 К) аргонових матрицях у діапазоні частот 3800–200 см⁻¹ з розділенням 0,3 см⁻¹. Виконано оцінку заселеності таутомерів при температурі випаровування 395 К за допомогою квантовомеханічних методів DFT ( функціонали B3LYP і B2PLYP) та MP2. Встановлено, що заселеність основної таутомерної кето-форми 5IU перевищує 99,8%. Проведено розрахунки коливальних спектрів 5IU з використанням методу DFT/B3LYP та базису 6-311++G(df,pd), а також корекцію розрахункових частот з використанням поліному другого порядку. Встановлено, що в області валентних коливань νCO молекул 5IU проявляється потрійний резонанс Фермі між фундаментальною модою νC4O та комбінаційними коливаннями з частотами 1745,3 і 1722,5 см⁻¹. Виявлено шість комбінаційних мод в області валентних коливань кільця та площинних деформаційних коливань 5IU. Віднесення смуг коливального спектру 1,3-дідейтеро-5-йодурацилу (D5IU) демонструє присутність шести комбінаційних мод D5IU у всьому спектральному діапазоні. Встановлено, що резонанс Фермі викликає розщеплення смуг поглинання валентних коливань νND у спектрах піримідинових основ. The FTIR spectra of the molecules of 5-ioduracil (5IU) and its deutero-derivatives isolated in the low temperature (T = 8 K) Ar matrices were obtained in the range of 3800–200 cm⁻¹ with resolution 0.3 cm⁻¹. The tautomers population at the evaporation temperature of 395 К was estimated by means of the quantummechanical calculations at the MP2 and DFT (functionals B3LYP and B2PLYP) levels. It is established that the population of the main keto-form of 5IU exceeds 99.8%. The vibrational spectra of 5IU were calculated by using the DFT/B3LYP method and the 6- 311++G(df,pd) basis set and the calculated frequencies were corrected with the use of the polynomial of degree two. It is found that in the region of νCO valent stretching vibrations of 5IU molecules one can observe the triple Fermi resonance in between the fundamental mode νC4O and combination vibrations of frequencies 1745.3 cm–1 and 1722.5 cm⁻¹. Six combination modes were revealed in the range of ring stretching vibrations and in-plane deformation vibrations of 5IU. The assignment of the bands of the vibrational spectrum of 1,3-dideutero-5-ioduracil (D5IU) to the above modes demonstrates the presence of the six combination bands throughout the spectral range. It is established that the Fermi resonance causes the bands of νND stretching vibrations of the pyrimidine bases to split.