분자 궤도 (MO) 이론

Overview

출처: 타마라 M. 파워스, 텍사스 A&M 대학교 화학학과

이 프로토콜은 리간드 1,1'-비스(디페닐포스피노)페로센(dppf) 페로센(dppf) 을 특징으로 하는 두 개의 금속 복합체합성에 대한 가이드 역할을 합니다: M(dppf)Cl_2,M = Ni 또는 Pd. 이러한 전이 금속 복합체는 모두 4좌표이지만 금속 센터에서 서로 다른 형상을 나타낸다. 분자 궤도 (MO) 이론을 ^{사용하여 1}H NMR 및 에반스 방법과 함께, 우리는이 두 화합물의 기하학을 결정합니다.

Procedure

참고: 안전 예방 조치를 위해 Schlenk 라인 안전은 실험을 수행하기 전에 검토해야 합니다. 유리 웨어는 사용하기 전에 별 균열을 검사해야합니다. 액체_N2를 사용하는 경우 O_2가 슐렌크 라인 트랩에 응축되지 않도록주의해야 한다. 액체 N₂ 온도에서 O_2는 응축되며 유기 용매가 있는 경우 폭발성입니다. _O2가 응축되었거나 차가운 트랩에서 파란색 액체가 관찰된 것으로 의심되는 경우, 트랩을 동적 진공 상태에서 차갑게 둡니다. 액체 N₂ 트랩을 제거하거나 진공 펌프를 끄지마십시오. 시간이 지남에 따라 액체 O_2펌프로 증발합니다. _모든 O_2가 증발한 후에는 액체 N 2 트랩을 제거하는 것이 안전합니다. 자세한 내용은 "Schlenk 라인 기술을 사용하여 Ti(III) 메탈로센합성" 비디오를 참조하십시오. ¹

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Results

Pd (dppf)Cl₂:
¹ H NMR (클로로폼-d, 400 MHz, δ, ppm): 4.22 (알파-H), 4.42 (베타-H), 7.89, 7.44, 7.54 (방향족)³.

Ni (dppf)Cl_2:
¹ H NMR (클로로폼-d, 300 MHz, δ, ppm): 20.85, 10.04, 4.23, 3.98, 1.52, -3.31, -7.10.
에반스 방법, 트리플루오로톨루엔의 ¹⁹F 교대를 보고:

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Application and Summary

이 비디오는 MO 이론이 전환 금속 복합체에서 결합의 모델로 사용될 수있는 방법을 보여 주었다. 일반 포뮬러 M(dppf)Cl_2로두 개의 복합체를 합성했습니다. M = Ni가 되면 4좌식 복합체는 테트라헤드랄 형상을 나타낸다. Ni 원자를 더 큰 전이 금속(Pd)으로 대체하여 분자는 사각 평면 형상을 취합니다.

이전에는 페루센이 유기금속 화학 분야에서 수행하는 중요한 역할에 대해...

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References

Corain, B., Longato, B., Favero, G. Heteropolymetallic Complexes of 1,1’-Bis(diphenylphosphino)ferrocene (dppf). III*. Comparative Physicochemical Properties of (dppf)MCl₂ (M = Co, Ni, Pd, Pt, Zn, Cd, Hg). Inorg Chim Acta. 157, 259-266 (1989).
Cullen, W. R., Einstein, F. W. B., Jones, T., Kim, T.-J. Structures of three hydrogenation catalysts [(P-P)Rh(NBD)]ClO₄ and some comparative rate studies where (P-P) = (η⁵-R₁R₂PC₅H₄)(η⁵-R₃R₄PC₅H₄)Fe (R₁ = R₂ = R₃ = R₄ = Ph, R₁ = R₂ = Ph, R₃ = R₄ = CMe₃, R₁ = R₃ = Ph, R₂ = R₄ = CMe₃). Organometallics. 4(2), 346-351 (1983).
Colacot, T. J., C.-Olivares, R., H.-Ortega, S. Synthesis, X-ray, spectroscopic and a preliminary Suzuki coupling screening studies of a complete series of dppfMX₂ (M = Pt, Pd, X = Cl, Br, I). J Organomet Chem. 637-639, 691-697 (2001).
Rudie, A. W., Lichtenberg, D. W., Katcher, M. L., Davison, A. Comparative Study of 1,1’-bis(diphenylphosphino)cobaltocinium hexafluorophosphate and 1,1’-bis(dipenylphosphino)ferrocene as Bidentate Ligands. Inorg Chem. 17(10), 2859-2863, 1978.

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참고: 안전 예방 조치를 위해 Schlenk 라인 안전은 실험을 수행하기 전에 검토해야 합니다. 유리 웨어는 사용하기 전에 별 균열을 검사해야합니다. 액체_N2를 사용하는 경우 O_2가 슐렌크 라인 트랩에 응축되지 않도록주의해야 한다. 액체 N₂ 온도에서 O_2는 응축되며 유기 용매가 있는 경우 폭발성입니다. _O2가 응축되었거나 차가운 트랩에서 파란색 액체가 관찰된 것으로 의심되는 경우, 트랩을 동적 진공 상태에서 차갑게 둡니다. 액체 N₂ 트랩을 제거하거나 진공 펌프를 끄지마십시오. 시간이 지남에 따라 액체 O_2펌프로 증발합니다. _모든 O_2가 증발한 후에는 액체 N 2 트랩을 제거하는 것이 안전합니다. 자세한 내용은 "Schlenk 라인 기술을 사용하여 Ti(III) 메탈로센합성" 비디오를 참조하십시오. ¹

1. 니 (dppf)Cl₂ 및 Pd (dppf)Cl_2의 합성을위한 슐렌크 라인의 설정

참고: 보다 자세한 절차는 유기 화학 시리즈의 "솔벤트의 슐렌크 라인 전송" 비디오를 검토하십시오.

압력 방출 밸브를 닫습니다.
N₂ 가스와 진공 펌프를 켭니다.
슐렌크 라인 진공이 최소 압력에 도달하면 액체 N₂ 또는 드라이 아이스/아세톤으로 콜드 트랩을 준비합니다.
차가운 함정을 조립합니다.

2. 니 (dppf)Cl₂ (그림 5)혐기성 / 불활성 조건의 합성

참고: Ni(dppf)Cl_2의 합성은 호기성 조건에서 수행될 수 있지만 혐기성 조건에서 수행될 때 더 높은 수율을 얻을 수 있습니다.

550 mg dppf (1 mmol) 및 40 mL의 이소프로판올을 3 넥 플라스크에 넣습니다.
참고 dppf는 시그마 알드리치에서 구입하거나 문헌에서 발견되는 방법을 사용하여 합성 할 수 있습니다. ²
3넥 플라스크의 중앙 목에 응축기와 진공 어댑터에 맞춥니다. 남은 두 목에 유리 스토퍼 1개와 고무 중격 1개를 넣습니다.
용매를 통해_N2가스를 15분 동안 버블링하여 용액을 탈가스로 탈가스합니다. 응축기 상단의 진공 어댑터를 "통풍구"로 사용합니다.
슐렌크 라인을 사용하여 응축기 상단의 진공 어댑터를 N_2에 연결합니다.
90°C로 설정된 수조에서 3넥 플라스크를 가열하기 시작합니다.
단일 목 라운드 하단 플라스크에서, 추가 237 mg NiCl₂·6H₂O (1 mmol) 에 4 mL 의 2:1 이소프로판올 (시약 등급) 및 메탄올 (시약 등급). 모든 니 염이 용해 될 때까지 생성 된 혼합물을 초음파 처리 (약 1 분).
참고: 소닉세이터를 사용할 수 없는 경우 수조에서 혼합물을 부드럽게 가열합니다.
5 분 동안 혼합물을 통해 N₂ 가스를 버블링하여 Ni 용액을 degas.
NiCl₂·6H₂O 용액을 캐뉼라 전송을 통해 3넥 라운드 하단 플라스크에 추가합니다.
90°C에서 2h의 역류반응을 허용한다.
얼음 욕조에서 반응을 식힙니다. 프리스테드 깔때기를 통해 진공 여과로 생성된 녹색 침전물을 분리합니다.
차가운 이소프로판올 10mL로 제품을 씻고 육사 10mL로 씻어 내십시오.
NMR 샘플을 준비하기 전에 제품이 공기 건조하도록 허용하십시오.
클로로폼-d로 제품의 ^1HNMR을 가져 가라토포- d를 가져 가라토 포름을 가져가라데기.
¹H NMR이 파라자성 종을 나타내는 경우, 4단계의 지침에 따라 에반스 방법에 대한 NMR을 준비한다.

그림 5. 니 (dppf)Cl_2의합성 .

3. PD (dppf)Cl₂ (그림 6)^1의 합성

참고: Pd(dppf)Cl_2의 합성을 위해 표준 슐렌크 라인 기술을 사용합니다("Ti(III) 메탈로센의 합성을 참조하세요.

참고 Pd(dppf)Cl_2의 합성은 호기성 조건에서 수행될 수 있지만 혐기성 조건에서 수행될 때 더 높은 수율을 얻을 수 있습니다.

550 mg (1 mmol) dppf및 383 mg (1 mmol) bis (벤조니틀) 팔라듐 (II) 염화물을 슐렌크 플라스크에 넣고 용매의 캐뉼라 전달을 위해 슐렌크 플라스크를 준비합니다.
캐뉼라 전송을 통해 슐렌크 플라스크에 20mL의 탈가스 톨루엔을 넣습니다.
상온에서 적어도 12 시간 동안 반응을 저어 줍니다.
생성된 주황색 침전물을 프리스테드 깔때기를 통해 진공 여과로 분리합니다.
톨루엔(10mL)으로 제품을 씻고 헥산(10mL)으로 세척합니다.
NMR 샘플을 준비하기 전에 제품이 공기 건조하도록 허용하십시오.
클로로폼-d로 제품의 ^1HNMR을 가져 가라토포- d를 가져 가라토 포름을 가져가라데기.
¹H NMR이 파라자성 종을 나타내는 경우 4단계에 설명된 지침에 따라 에반스 방법에 대한 NMR을 준비한다.

그림 6. PD의 합성 (dppf)Cl₂.

4. 에반스 방법 샘플의 준비

참고: 보다 자세한 절차는 "에반스 방법" 비디오를 참조하십시오.

신경병에서 클로로폼-d :trifluorotoluene의 50:1 (부피:부피) 용액을 준비한다. 파이펫 2 mL의 유족 용매, 그리고 이에 트리플루오로톨루엔의 40 μL을 추가합니다. 바이알을 캡.
참고: 이 예에서는 ¹⁹F NMR을 사용하여 파라자성 종의 존재시 트리플루오로톨루엔에서 F 신호의 이동을 관찰할 것입니다.
이 솔루션을 사용하면 모세관 삽입을 준비합니다.
새로운 신발성 유리병에 파라마그네틱 시료의 10-15 mg을 계량하고 질량을 주목한다.
파이펫 ~ 600 μL 의 준비된 용매 혼합물은 파라자성 종을 포함하는 유리병에 삽입한다. 질량을 기록합니다. 솔리드가 완전히 용해되는지 확인합니다.
표준 NMR 튜브에서 모세관 인서트를 비스듬히 떨어뜨려 파손되지 않도록 합니다.
파라마그네틱 종을 포함하는 용액을 NMR 튜브로 피펫합니다.
표준 ¹⁹F NMR 스펙트럼을 획득하고 저장합니다.
프로브의 온도를 기록합니다.
무선 주파수를 기록합니다.

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