Construção e sistemática simétricas Estudos de uma série de Supramoleculares Clusters com binários ou ternários Triphenylacetates Amônio

O objetivo geral deste experimento é realizar aglomerados supermoleculares únicos seletivamente e caracterizar suas características simétricas. Este método pode ajudar a responder a questões-chave em face da química supermolecular, como projetos de supermoléculas com simetria específica. A principal vantagem desta técnica é que as estruturas ou simetria de qualquer supermolécula são previsíveis a partir das estruturas de seus componentes.

Para preparar sais orgânicos binários, dissolva o ácido trifenilacético ou TPAA e a amina primária, n butilamina, isobutilamina, t-butilamina ou t-amilamina juntos em 20 mililitros de metanol em uma proporção molar de TPAA para amina de um para um. Veja o protocolo de texto para preparação no caso de sais orgânicos de torneamento. Evaporar todas as soluções por evaporadores rotativos, fornecendo os sais orgânicos.

Para preparar cristais únicos compostos de aglomerados supermoleculares, dissolva cinco vírgula zero miligramas de cada um dos sais orgânicos em um frasco de vidro em zero vírgula três mililitros de tolueno como um solvente bom apolar. O tolueno foi selecionado porque os aglomerados supermoleculares são preferencialmente construídos em um ambiente apolar. Para os sais orgânicos, aqueça o tolueno até 40 graus Celsius para dissolvê-los.

Adicionar hexano à solução dos sais orgânicos como um solvente pobre para diminuir a solubilidade do sal orgânico, exceto para a solução do sal orgânico, TPAA t-butilamina. Mantenha a solução estável à temperatura ambiente no frasco de vidro, proporcionando cristais únicos em um dia. Meça os espectros infravermelhos da transformada de Foye para confirmar a formação de sal orgânico conforme descrito no protocolo de texto.

Pegue um cristal único de alta qualidade do sal orgânico TPAA t-amilamina com um tamanho em torno de zero vírgula três a um milímetro sem rachaduras, que parece uniforme sob um estereomicroscópio. Um cristal uniforme não é composto por conjuntos de múltiplos cristais, mas um único cristal. Transfira o cristal do frasco de vidro para a parafina em uma placa de vidro.

Coloque o cristal único em um loop. Defina o loop com o cristal único em um equipamento de difração de raios-x de cristal único. Inicie a medição preparatória da difração de raios X de cristal único para coletar padrões de difração de raios X usando o equipamento de difração de raios X de cristal único, conforme descrito no protocolo de texto.

Em seguida, inicie a medição regular da difração de raios X de cristal único para coletar padrões de difração de raios X de forma semelhante usando o equipamento de difração de raios X de cristal único, conforme descrito no protocolo de texto. Depois de resolver a estrutura cristalina conforme descrito no protocolo de texto, investigue os aglomerados supermoleculares nas estruturas cristalinas por computação gráfica usando o software Mercury. Determine as simetrias de grupos de pontos dos padrões de ligações de hidrogênio nos aglomerados supermoleculares, comparando os padrões obtidos com os previamente classificados.

Caracterizar as características poliédricas dos aglomerados supermoleculares em cada uma das estruturas cristalinas dos sais orgânicos. Primeiro, exclua todos os átomos nos aglomerados supermoleculares, exceto os átomos de carbono e nitrogênio dos ânions carboxilato componentes e cátions de amônio. Em seguida, faça ligações entre os átomos de carbono e nitrogênio dos quais os cátions originais de carboxilato e amônio são conectados por ligações de hidrogênio usando o software Pimal.

Meça as distâncias entre os átomos de carbono, carbono e nitrogênio e nitrogênio e estabeleça limites para fazer ligações adicionais. Faça ligações adicionais entre átomos de carbono e carbono, cujas distâncias são inferiores a cinco vírgula quatro angstroms e átomos de nitrogênio e nitrogênio, cujas distâncias são inferiores a quatro vírgula dois angstroms. Determine os poliedros resultantes dos sais orgânicos considerando o eixo de rotação, bem como o número de lados do poliedro.

Aqui, a isobutilamina TPAA forma um octaedro trans bicapped, enquanto a TPAA t-butilamina, a TPAA amilamina, a TPAA isobutilamina t-butilamina e a TPAA isobutilamina t-amilamina formam dodecaedros triangulares. Faça ligações adicionais aos poliedros resultantes dos sais orgânicos, considerando o número de lados, elementos de simetria e interações intermoleculares nos aglomerados supermoleculares. Determine o poliedro do sal de butilamina TPAA n como antiprisma quadrado, fazendo duas ligações de adição devido à sua simetria C-2 e 14 ligações originais.

Determinar os outros poliedros dos sais orgânicos TPAA n butilamina t-butilamina e TPAA n butilamina t-amilamina como dodecaedro triangular com base na sua simetria C-2 e bandas de grupos tritil em torno do aglomerado supermolecular. Os resultados representativos da análise de raios-x de cristal único são mostrados aqui. A análise de simetria nos aglomerados supermoleculares revela suas características estruturais como análogos de poliedros octocoordenados.

Depois de assistir a este vídeo, você deve ter uma boa compreensão de como caracterizar supermoléculas do ponto de vista da simetria.