יישום תורת הקבוצות לספקטרוסקופיית IR

Overview

מקור: תמרה מ. פאוורס, המחלקה לכימיה, אוניברסיטת טקסס A&M

מתחמי קרבוניל מתכת משמשים מבשרי מתכת לסינתזה של מתחמים אורגנומטליים, כמו גם זרזים. ספקטרוסקופיית אינפרא אדום (IR) היא אחת משיטות האפיון המנוצלות והאינפורמטיביות ביותר של CO המכיל תרכובות. תורת הקבוצות, או השימוש במתמטיקה לתיאור הסימטריה של מולקולה, מספקת שיטה לחיזוי מספר מצבי רטט C-O פעילים ב- IR בתוך מולקולה. התבוננות ניסיונית במספר מתיחות C-O ב- IR היא שיטה ישירה לביסוס הגיאומטריה והמבנה של קומפלקס קרבוניל המתכתי.

בסרטון זה, אנו לסנתז את מוליבדן קרבוניל קומפלקס Mo(CO)₄[P(OPh)₃]₂, אשר יכול להתקיים בצורות cis- ו trans-צורות(איור 1). נשתמש בתורת הקבוצות בספקטרוסקופיית IR כדי לקבוע איזה איזומר מבודד.

איור 1. האיסומריםשל Mo(CO)₄[P(OPh)₃]₂.

Procedure

1. הגדרת קו שלנק (להליך מפורט יותר, אנא עיין בסרטון "העברת קווי שלנק של ממס" בסדרת יסודות הכימיה האורגנית). בטיחות קו שלנק יש לבחון לפני ביצוע ניסוי זה. כלי זכוכית יש לבדוק עבור סדקים כוכב לפני השימוש. יש להקפיד על כך ש- O₂ אינו מרוכז במלכודת הקו שלנק אם משתמשים בנוזל N₂. בטמפרטורת N₂ נוזלית, O₂ מעבים והוא נפץ בנוכחות ממיסים אורגניים. אם יש חשד כי O₂ כבר מרוכז או נוזל כחול נצפה במלכודת הקרה, להשאיר את המלכודת קרה תחת ואקום דינמי. אין

Log in or to access full content. Learn more about your institution’s access to JoVE content here

Results

איור 5. IR של Mo(CO)₄[P(OPh)₃]₂_.

פתרון IR פחמימנים רוויים (ס"מ^-1): 2046 (s), 1958 (s), 1942 (לעומת).
התהודה הרביעית ניתן לראות רק בתנאים ברזולוציה גבוהה. לכן, זה אפשרי, כמו במקרה זה, כי רק 3 מתוך 4 תהודה נצפים...

Log in or to access full content. Learn more about your institution’s access to JoVE content here

Application and Summary

בסרטון זה למדנו כיצד להשתמש בתיאוריית הקבוצות כדי לחזות את מספר מצבי הרטט הפעילים של IR במולקולה. סינתזנו את המולקולה Mo(CO)₄[P(OPh)₃]₂ והשתמשנו ב- IR כדי לקבוע איזה איזומר מבודד. ראינו כי המוצר היה שלוש תנודות C-O בספקטרום IR שלה, אשר עולה בקנה אחד עם cis- איזומר.

תו?...

Log in or to access full content. Learn more about your institution’s access to JoVE content here

References

Fukumoto, K., Nakazawa, H. Geometrical isomerization of fac/mer-Mo(CO)₃(phosphite)₃ and cis/trans-Mo(CO)₄(phosphite)₂ catalyzed by Me₃SiOSO₂CF₃. J Organomet Chem. 693(11), 1968-1974 (2008).

Darensbourg, M. Y., Magdalena, P., Houliston, S. A., Kidwell, K. P., Spencer, D., Chojnacki, S. S., Reibenspies, J. H. Stereochemical nonrigidity in heterobimetallic complexes containing the bent metallocene-thiolate fragment. Inorg Chem. 31(8), 1487-1493 (1992).

Darensbourg, M. Y., Darensbourg, D. J. Infrared Determination of Stereochemistry in Metal Complexes. J Chem Ed. 47(1), 33-35 (1970).

Tags

1. הגדרת קו שלנק (להליך מפורט יותר, אנא עיין בסרטון "העברת קווי שלנק של ממס" בסדרת יסודות הכימיה האורגנית). בטיחות קו שלנק יש לבחון לפני ביצוע ניסוי זה. כלי זכוכית יש לבדוק עבור סדקים כוכב לפני השימוש. יש להקפיד על כך ש- O₂ אינו מרוכז במלכודת הקו שלנק אם משתמשים בנוזל N₂. בטמפרטורת N₂ נוזלית, O₂ מעבים והוא נפץ בנוכחות ממיסים אורגניים. אם יש חשד כי O₂ כבר מרוכז או נוזל כחול נצפה במלכודת הקרה, להשאיר את המלכודת קרה תחת ואקום דינמי. אין להסיר את מלכודת N₂ הנוזלית או לכבות את משאבת הוואקום. עם הזמן הנוזל O₂ יהיה נשגב לתוך המשאבה; זה רק בטוח להסיר את מלכודת N₂ נוזלי פעם אחת כל O₂ יש sublimed.

סגור את שסתום שחרור הלחץ.

הפעל את גז N₂ ואת משאבת ואקום.

כאשר הוואקום של קו Schlenk מגיע ללחץ המינימלי שלו, להכין את המלכודת הקרה עם נוזל N₂ או קרח / אצטון יבש.

להרכיב את המלכודת הקרה.

2. סינתזה של מו(CO)₄[P(OPh)₃]₂ (איור 4)¹

הערה: השתמש בטכניקות קו שלנק סטנדרטיות לסינתזה של Mo(CO)₄[P(OPh)₃] 2 (ראה את_{"סינתזה} של Ti(III) Metallocene באמצעות טכניקת קו Schlenk" וידאו). מתחמי קרבוניל מתכת הם מקור של CO חינם, שהוא רעיל מאוד. הרעלת חד תחמוצת הפחמן מתרחשת כאשר CO נקשר המוגלובין, וכתוצאה מכך הפחתה משמעותית של אספקת חמצן לגוף. לכן, חשוב מאוד לנקוט באמצעי בטיחות מתאימים בעת טיפול ועבודה עם מתחמי קרבוניל מתכת. תגובות המייצרות CO חינם צריך להתבצע במכסה המנוע מאוורר היטב כדי למנוע חשיפה לגז הרעיל.

הוסף 1.6 גרם (4.92 mmol) Mo(CO)₄(nbd) (nbd = 2,5-נורברנדיין) ו 1.6 מ"ל (9.84 mmol) טריפניל פוספיט (P(OPh)₃) לאגף שלנק 100 מ"ל ולהכין את אגף שלנק להעברת צינורית של ממס.
הערה: Mo(CO)₄(nbd) (Bicyclo[2.2.1]hepta-2,5-diene)tetracarbonylmolybdenum(0)) ניתן לרכוש מסיגמא אולדריץ 'או מסונתז בשיטות ספרות. ²

הוסף 20 מ"ל של דיכלורומתאן מנוטרל לבקבוק שלנק באמצעות העברת קנולה.

מערבבים את תערובת התגובה במשך 4 שעות בטמפרטורת החדר מתחת ל- N₂.

הסר את הנדיפים תחת ואקום לשטוף את המשקעים וכתוצאה מכך עם hexanes קר (שני שוטף כל אחד עם 10 מ"ל, −78 °C (78 °F).

יבש את המוצר המוצק תחת ואקום במשך 15 דקות.

מדוד את ספקטרום ה- IR של המוצר בפתרון של הקסנים.

איור 4. סינתזה של Mo(CO)₄[P(OPh)₃]₂_.

PLAYLIST

Loading...

Privacy
Terms of Use
Policies
Contact Us
Recommend to library
JoVE NEWSLETTERS

Research

Education

Authors

Librarians

ABOUT JoVE

Copyright © 2025 MyJoVE Corporation. All rights reserved