Synthesis, Structure and Magnetic Differences of Two α-Nitronyl Nitroxide Isomers



Título del documento: Synthesis, Structure and Magnetic Differences of Two α-Nitronyl Nitroxide Isomers
Revue: Journal of the Mexican Chemical Society
Base de datos: PERIÓDICA
Número de sistema: 000367717
ISSN: 1665-9686
Autores: 1
1
2
2
3
Instituciones: 1Universidad Autónoma Metropolitana, Departamento de Química, Iztapalapa, Distrito Federal. México
2Instituto Politécnico Nacional, Centro de Investigación y de Estudios Avanzados, México, Distrito Federal. México
3Universidad Autónoma de Nuevo León, Facultad de Ciencias Químicas, Monterrey, Nuevo León. México
Año:
Periodo: Ene-Mar
Volumen: 52
Número: 1
Paginación: 54-59
País: México
Idioma: Inglés
Tipo de documento: Artículo
Enfoque: Experimental, aplicado
Resumen en español Se sintetizaron y determinaron las estructuras cristalinas por difracción de rayos–X de dos isómeros de radicales orgánicos libres nitronilo nitróxido: el 2–(2'–hidroxilo–3'–metoxilo–fenilo)–4, 4, 5, 5–tetrametilo–4, 5–dihidro–1H–imidazoilo–1–oxilo–3–óxido, 1, y el 2–(3'–hidroxilo–4'–metoxilo–fenilo)–4, 4, 5, 5–tetrametilo–4, 5–dihidro–1H–imidazoilo–1–oxilo–3–óxido, 2. La estructura 1 presenta un enlace de hidrógeno intramolecular fuerte en un arreglo tridimensional, aunque también se observan interacciones intermoleculares que favorecen la formación de láminas. La estructura del radical 2 también muestra puentes de hidrógeno tanto intra– como intermoleculares. Algunos de estos enlaces son con una molécula de agua de cristalización, dando lugar a una estructura tridimensional. Una diferencia estructural importante entre ambos radicales es que en el compuesto 1, uno de los átomos de nitrógeno del radical muestra ángulos más pequeños que el otro átomo de nitrógeno en el mismo radical y que ambos átomos de nitrógeno en el compuesto 2. Esto sugiere que en 1 , uno de los átomos de nitrógeno tiene un mayor carácter sp3 que el otro. Esta propuesta es apoyada también por la distancia de enlace N–O que es significativamente más larga en el lado del nitrógeno sp3. El comportamiento magnético de ambos isómeros es muy diferente, mientras que en 1 están presentes tanto interacciones ferromagnéticas (JF/k = + 0.11 ± 0.01 K) como antiferromagnéticas (JAF/k = – 0.81 ± 0.10 K), el radical 2 solo se comporta antiferromagnéticamente (JAF/k = – 1.60 ± 0.02 K) con una transición de fase a Tc = 2.48 K
Resumen en inglés The two isomeric organic nitronyl nitroxide free radicals 2–(2'–hydroxyl–3'–methoxy–phenyl)–4, 4, 5, 5–tetramethyl–4, 5–dihydro–1H–imidazoyl–1–oxyl–3–oxide, 1, and 2–(3'–hydroxyl–4'–methoxyphenyl)–4, 4, 5, 5–tetramethyl–4, 5–dihydro–1H–imidazoyl–1–oxyl–3–oxide, 2, have been synthesized and their structures determined by X–ray diffraction. Structure 1 has three dimensional, strong, intramolecular hydrogen bonds in addition to intermolecular interactions favoring sheets. The structure of radical 2 also shows strong hydrogen bonds both intra– and intermolecular. Some of these bonds are with a lattice water molecule, yielding a three–dimensional crystal structure. An important structural difference between both radicals is that in compound 1, one of the nitrogen atoms of the radical shows smaller angles than the other atom in the same radical and than both nitrogen atoms in compound 2. This suggests that in 1, one of the nitrogen atoms has a higher sp3 character than the other. This proposal is supported by the N–O bond length which is significantly longer in the sp3 nitrogen side. Both isomers show quite different magnetic behavior. In 1 there are both ferromagnetic (JF/k = + 0.11 ± 0.01 K) and antiferromagnetic (JAF/k = – 0.81 ± 0.10 K) interactions, whereas 2 only shows antiferromagnetism (JAF/k = – 1.60 ± 0.02 K) with a phase transition at Tc = 2.48 K
Disciplinas: Química
Palabras clave: Química organometálica,
Nitronilo nitróxidos,
Isómeros,
Radicales orgánicos,
Ferromagnetismo,
Transición de fase
Keyword: Chemistry,
Organometallic chemistry,
Nitronyl nitroxides,
Isomers,
Organic radicals,
Ferromagnetism,
Phase transition
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