群論の赤外分光法への応用

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Application of Group Theory to IR Spectroscopy

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11:10 min
April 30, 2023

概要

ソース: タマラ ・ m ・力、化学科テキサス A & M 大学

金属カルボニル錯体は触媒と同様に、有機金属錯体の合成、金属前駆体として使用されます。赤外 (IR) は、CO 含有化合物の最も利用し有益な特性評価手法のひとつです。グループ理論や分子の対称性を記述するための数学を使って、分子内 IR アクティブ C O の振動モードの数を予測する方法を提供します。Ir C O の数を伸ばす実験的観察は、ジオメトリと複雑な金属のカルボニルの構造を確立する直接法です。

このビデオでは、モリブデン カルボニル複雑な Mo(CO)4[P(OPh)3]2シストランスフォーム (図 1) であることができるが合成されます。どの異性体は分離を決定するのにグループ理論と IR の分光学を使用します。

Figure 1
図 1.Cis– とトランス-Mo(CO)4[P(OPh)3]2

原則

手順

1。 Schlenk ラインのセットアップ(詳細な手順は、有機化学の必需品シリーズの「Schlenk ライン転送の溶媒」のビデオを確認してください)。Schlenk ラインの安全は、この実験を行う前に確認必要があります。ガラスは、使用前に星の亀裂の検査する必要があります。リキッド N2を使用している場合に、Schlenk ライン トラップに O2がない凝縮されて確保するため注意が必要があります。温液体 N2 O2凝縮し、有機溶媒存在下で爆発。O2が凝縮されているまたは青色の液体はコールド トラップで観察されることが疑われる場合は動的真空下ではコールド トラップを残します。リキッド N2トラップを取除くか、または真空ポンプ.をオフにします。時間をかけて液体 O2がポンプに崇高なのみ、すべて O2の昇華が一度液体の N2トラップを削除しても安全です。 圧力解放バルブを閉じます。 N2ガス、真空ポンプをオンにします。 Schlenk としてラインの真空に達するその最低気圧、液体 N2またはドライアイス/アセトンでコールド トラップを準備します。 コールド トラップを組み立てます。 2 Mo(CO)4[P(OPh)3]2 (図 4)1の合成 注: Mo(CO)4[P(OPh)3]2の合成のための標準 Schlenk ライン技術の使用 (「Ti(III) メタロセン使用シュレンク管技術の合成」のビデオを参照してください).金属カルボニル錯体は、猛毒である無料の CO の源です。一酸化炭素中毒は、CO は、体に酸素供給の大幅な削減の結果ヘモグロビンに結合するときに発生します。そのため、適切な安全措置を処理し、金属カルボニル錯体を扱うときに非常に重要です。無料 CO を生成する反応は、有毒ガスへの曝露を防ぐために換気フードで実施する必要があります。 1.6 g (4.92 モル) Mo(CO)4(nbd) を追加 (nbd = 2, 5 ノルボルナジエン) と 1.6 mL (9.84 モル) トリフェニルホスファイト (P(OPh)3) 100 mL Schlenk フラスコに溶媒をカニューレ転送 Schlenk フラスコを準備。注: Mo(CO)4(nbd) ((Bicyclo[2.2.1]hepta-2,5-diene)tetracarbonylmolybdenum(0)) シグマ アルドリッチから購入することができます。 または文学メソッドを使用して合成しました。2 カニューレ振込 Schlenk フラスコに脱ジクロロ メタン 20 mL を追加します。 N2の下で室温で 4 h の反応混合物をかき混ぜなさい。 冷ヘキサン (2 つは各 10 mL、−78 ° C で洗浄) と真空、洗浄結果の下で揮発性の沈殿物を削除します。 15 分真空下で固体の製品を乾燥します。 ヘキサン溶液中製品の IR スペクトルを測定します。 図 4。Mo(CO)4[P(OPh)3]2.の合成

結果

図 5。Mo(CO)4[P(OPh)3]2.の IR 飽和炭化水素 (cm-1) で IR ソリューション: 2046 (s), 1958 (s) 1942 (対)。4 番目の共鳴は、高解像度の条件下でのみ見られます。したがって、限り、この場合、4 共鳴の唯一の 3 の観察です。その cis 異性体を結論付ける?…

Applications and Summary

このビデオでは、群論を使用して分子の IR アクティブ振動モードの数を予測する方法を学びました。Mo(CO)4[P(OPh)3]2分子を合成し、IR を使用して決定する異性体が分離されました。製品では、 cisと一貫性のあるの IR スペクトルの 3 つの C O 振動を見ました-異性体。

グループ理論はあるだけでなく、IR アクティブ振動モードを予測するための…

参考文献

  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).

筆記録

1。 Schlenk ラインのセットアップ(詳細な手順は、有機化学の必需品シリーズの「Schlenk ライン転送の溶媒」のビデオを確認してください)。Schlenk ラインの安全は、この実験を行う前に確認必要があります。ガラスは、使用前に星の亀裂の検査する必要があります。リキッド N2を使用している場合に、Schlenk ライン トラップに O2がない凝縮されて確保するため注意が必要があります。温液体 N2 O2凝縮し、有機溶媒存在下で爆発。O2が凝縮されているまたは青色の液体はコールド トラップで観察されることが疑われる場合は動的真空下ではコールド トラップを残します。リキッド N2トラップを取除くか、または真空ポンプ.をオフにします。時間をかけて液体 O2がポンプに崇高なのみ、すべて O2の昇華が一度液体の N2トラップを削除しても安全です。 圧力解放バルブを閉じます。 N2ガス、真空ポンプをオンにします。 Schlenk としてラインの真空に達するその最低気圧、液体 N2またはドライアイス/アセトンでコールド トラップを準備します。 コールド トラップを組み立てます。 2 Mo(CO)4[P(OPh)3]2 (図 4)1の合成 注: Mo(CO)4[P(OPh)3]2の合成のための標準 Schlenk ライン技術の使用 (「Ti(III) メタロセン使用シュレンク管技術の合成」のビデオを参照してください).金属カルボニル錯体は、猛毒である無料の CO の源です。一酸化炭素中毒は、CO は、体に酸素供給の大幅な削減の結果ヘモグロビンに結合するときに発生します。そのため、適切な安全措置を処理し、金属カルボニル錯体を扱うときに非常に重要です。無料 CO を生成する反応は、有毒ガスへの曝露を防ぐために換気フードで実施する必要があります。 1.6 g (4.92 モル) Mo(CO)4(nbd) を追加 (nbd = 2, 5 ノルボルナジエン) と 1.6 mL (9.84 モル) トリフェニルホスファイト (P(OPh)3) 100 mL Schlenk フラスコに溶媒をカニューレ転送 Schlenk フラスコを準備。注: Mo(CO)4(nbd) ((Bicyclo[2.2.1]hepta-2,5-diene)tetracarbonylmolybdenum(0)) シグマ アルドリッチから購入することができます。 または文学メソッドを使用して合成しました。2 カニューレ振込 Schlenk フラスコに脱ジクロロ メタン 20 mL を追加します。 N2の下で室温で 4 h の反応混合物をかき混ぜなさい。 冷ヘキサン (2 つは各 10 mL、−78 ° C で洗浄) と真空、洗浄結果の下で揮発性の沈殿物を削除します。 15 分真空下で固体の製品を乾燥します。 ヘキサン溶液中製品の IR スペクトルを測定します。 図 4。Mo(CO)4[P(OPh)3]2.の合成