Applicazione della teoria dei gruppi nella spettroscopia infrarossa

Fonte: Tamara M. Powers, Dipartimento di Chimica, Texas A & M University

I complessi carbonilici metallici sono utilizzati come precursori metallici per la sintesi di complessi organometallici e catalizzatori. La spettroscopia infrarossa (IR) è uno dei metodi di caratterizzazione più utilizzati e informativi dei composti contenenti CO. La teoria dei gruppi, o l'uso della matematica per descrivere la simmetria di una molecola, fornisce un metodo per prevedere il numero di modalità vibrazionali C-O attive IR all'interno di una molecola. Osservare sperimentalmente il numero di allungamenti C-O nell'IR è un metodo diretto per stabilire la geometria e la struttura del complesso carbonilico metallico.

In questo video, sintetizzaremo il complesso carbonilico di molibdeno Mo(CO)₄[P(OPh)₃]₂, che può esistere nelle forme cis- e trans-(Figura 1). Useremo la teoria dei gruppi e la spettroscopia IR per determinare quale isomero è isolato.

Figura 1. Gli isomeri cis- e trans-isomeri di Mo(CO)₄[P(OPh)₃]₂.

1. Configurazione della linea Schlenk (per una procedura più dettagliata, consultare il video "Schlenk Lines Transfer of Solvent" nella serie Essentials of Organic Chemistry). La sicurezza della linea Schlenk deve essere rivista prima di condurre questo esperimento. La vetreria deve essere ispezionata per le crepe delle stelle prima dell'uso. Prestare attenzione per assicurarsi che O₂ non sia condensato nella trappola della linea di Schlenk se si utilizza N₂liquido . A temper

Figura 5. IR di Mo(CO)₄[P(OPh)₃]_2.

Soluzione IR in idrocarburi saturi (cm^-1): 2046 (s), 1958 (s), 1942 (vs).
La quarta risonanza può essere vista solo in condizioni ad alta risoluzione. Pertanto, è possibile, come in questo caso, che si osservino solo 3 delle 4 risonanze.
Sulla base dell'IR ottenuto, possiamo conclud..

In questo video, abbiamo imparato come usare la teoria dei gruppi per prevedere il numero di modalità vibrazionali attive IR in una molecola. Abbiamo sintetizzato la molecola Mo(CO)₄[P(OPh)₃]₂ e abbiamo usato IR per determinare quale isomero è stato isolato. Abbiamo osservato che il prodotto aveva tre vibrazioni C-O nel suo spettro IR, che è coerente con l'isomero cis.

La teoria dei gruppi è un potente strumento che viene utilizzato dai chimici non...

1. 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).
2. 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).
3. Darensbourg, M. Y., Darensbourg, D. J. Infrared Determination of Stereochemistry in Metal Complexes. J Chem Ed. 47(1), 33-35 (1970).