Исследование молекул 1,3-диоксана и 2-метил-1,3-диоксана методом микроволновой спектроскопии

• Автор: Файзуллин, Марат Гаязович
• Шифр специальности: 01.04.17
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2006
• Место защиты: Уфа
• Количество страниц: 100 с. : ил.

13С(4)12С3Н81602, ізС(5)'2С3Н8'602, ,80(1)і2С4Н8і60.

ГЛАВА 1. ОБЗОР ЛИТЕРАТУРЫ.

1.1. Строение шестичленных гетероциклических соединений

1.2. Вращательный спектр жёсткого волчка

1.3. Влияние эффектов нежёсткости на вращательные спектры молекул.

1.4. Определение структуры молекул по данным микроволновой спектроскопии.

1.5. Эффект Штарка асимметричного волчка

1.6. Двойной резонанс в микроволновой спектроскопии

ГЛАВА 2. ТЕХНИКА И МЕТОДИКА ЭКСПЕРИМЕНТА.

2.1. Параметры микроволнового спектрометра

2.2. Конструкция спектрометра
2.3. Режимы работы спектрометра
2.4. Измерение частоты
2.5. Измерение дипольных моментов
ГЛАВА 3. ИССЛЕДОВАНИЕ МОЛЕКУЛЫ 1,3-ДИОКСАНА.
3.1. Условия эксперимента
3.2. Микроволновый спектр молекулы 1,3-диоксана основного изотопного состава.
3.3. Микроволновые спектры изотопомеров 13С(2),2С3Н81602,

3.4. Структура кольца молекулы

ГЛАВА 4. ИССЛЕДОВАНИЕ МОЛЕКУЛЫ 2-МЕТИЛ-1,3-ДИОКСАНА.
4Л. Микроволновый спектр молекулы 2-метил-1,3-диоксана

основного изотопного состава.
4.2. Дипольный момент
4.3. Микроволновые спектры изотопомеров |3С(2)12С4Н|016О2,
13С(4)12С4Н1016О2, ,3С(5)|2С4Н1016О2, ,3С(7)12С4Н,о,602 и
,8О(1),2С5Н1016О.
4.4. Геометрия молекулы 2-метил-1,3-диоксана
ОСНОВНЫЕ РЕЗУЛЬТАТЫ И ВЫВОДЫ
ЛИТЕРАТУРА

Актуальность. 1,3-диоксаны широко используются в органической химии, обладают ценными свойствами и применяются в качестве ингибиторов коррозии, биологически активных препаратов, растворителей в процессах физико-химического разделения сырья и т.д. Эти соединения обладают рядом особенностей строения и свойств, что делает их интересными объектами исследований в области стереохимии. Несмотря на то, что 1,3-диоксаны являются объектом экспериментальных и теоретических исследований уже много лет [1-8], остаются нерешенные проблемы. В частности, интерес представляет изучение влияния заместителей, присоединенных по периметру кольца, на структуру и динамику конформационных переходов молекулы. Значительный прогресс в изучении строения и конформационных свойств циклических органических соединений, к числу которых относятся и 1,3-диоксаны, достигнут благодаря использованию различных физических методов, таких как газовая электронография, инфракрасная спектроскопия, лазерная спектроскопия комбинационного рассеяния и др. Особое место в этом списке занимает микроволновая спектроскопия [9-12].
Микроволновая область спектра (в русской научной литературе эта область спектра соответствует сверхвысокочастотному (СВЧ) диапазону) простирается на шкале частот примерно от 109 до 1012 Гц. В волновых числах это составляет всего около 30 см - 1 (от 0,03 до 33 см ” '), но количество и качество информации, извлекаемой из этой области, поистине заслуживает внимания.
Микроволновая спектроскопия исследует спектры поглощения полярных молекул в газообразном состоянии при малом давлении, что, практически, сводит межмолекулярные взаимодействия до минимума и позволяет изучать не групповые, а индивидуальные свойства объектов. Основная операция, выполняемая в микроволновой спектроскопии, заключается в измерении частот резонансных линий, обусловленных переходами между вращательными квантовы-

2.4. Измерение частоты.
Измерение частоты переходов в СВЧ области - основной вид измерения в МВ спектроскопии. В диапазоне до 37,5 ГГц частота измерялась частотомером 43-66. В диапазоне выше 37,5 ГГц частота измерялась с помощью преобразователя частоты 45-13, работающего совместно с электронно-счетным частотомером 43-54, который оснащен сменными блоками - преобразователями частоты ЯЗЧ-72, Я34-87 и ЯЗЧ-88. В качестве источника опорного сигнала для частотомеров использовалась частота 5 МГц от вторичного стандарта частоты - кварцевого стандарта частоты 41-53, нестабильность частоты которого за сутки равна ±5-10_ 1'. Кварцевый стандарт частоты 41-53 периодически поверялся по эталонным сигналам частоты и времени от государственного первичного эталона, передаваемыми специальными радиостанциями, при помощи приемника-компаратора ПК-66.
При измерении частоты перехода добиваются неискаженной штарков-скими компонентами формы линии поглощения при штарковской модуляции или линии симметричной формы при модуляции по двойному резонансу. Затем, во время записи линии, по частотомеру ставятся метки частоты, и частота перехода определяется значением частоты на полувысоте линии (или примерно на высоте 0,7 линии). Прохождение линии с конечной скоростью вызывает ошибку в определении центра линии из-за конечного времени прохождения сигнала через детектирующую систему. Пик линии сдвигается примерно на величину
постоянной времени т = ЯС (это так, если Д/<г, А/ - время прохождения полуширины линии на половине ее высоты). Сдвиг во времени вызывает частотный сдвиг линии на величину А у~тМу/Л, где Яу/сЯ - скорость изменения частоты. Этот сдвиг должен учитываться при измерении частоты линии. Поэтому запись линии и измерение частоты линии производятся при развертке частоты клистрона как в сторону увеличения частоты, так и в обратную сторону. Точное значение частоты линии получают усреднением этих двух значений частот.