1. A combined solid-state [.sup.17]O NMR, crystallographic, and computational study of oxiranes
- Author
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Rinald, Andrew, Terskikh, Victor, Schatte, Gabriele, and Wu, Gang
- Subjects
Crystals -- Structure ,Nuclear magnetic resonance -- Comparative analysis ,Ethylene oxide -- Comparative analysis ,Bonds -- Comparative analysis ,Methyl ether -- Comparative analysis ,Chemistry - Abstract
We report the synthesis and solid-state [.sup.17]O NMR characterization of three [.sup.17]O-labeled oxiranes: (2S*,3S*)-2,3-bis(4-nitrophenyl)-[[.sup.17]O]oxirane, (2S*,3R*)-2,3-bis(4-nitrophenyl)-[[.sup.17]O]oxirane, and 2,2,3-triphenyl-[[.sup.17]O]oxirane. In addition, we have determined the crystal structure of (2S*,3R*)-2,3-bis(4-nitrophenyl)oxirane by X-ray crystallography. When the experimentally determined [.sup.17]O NMR tensors for oxiranes (where the C-O-C bond angle is about 60[degrees]) are compared with those for dimethyl ether (where the C-O-C bond angle is 113[degrees]) and other R-O-R' functional groups, we found that the highly constrained geometry of oxiranes results in distinct tensor orientations in the molecular frame of reference. The experimental results are complemented by quantum chemical computations. This study represents the first time that [.sup.17]O chemical shift and quadrupole coupling tensors are simultaneously determined for oxirane compounds. Key words: oxirane, solid-state [.sup.17]O NMR, quadrupole coupling tensor, chemical shift tensor. Nous présentons la synthèse et la caractérisation par RMN[.sup.17]O à l'état solide de trois oxiranes marqués à l'oxygène 17 : le (2S*,3S*)-2,3-bis(4-nitrophényl)-[[.sup.17]O]oxirane, le (2S*,3R*)-2,3-bis(4-nitrophényl)-[[.sup.17]O]oxirane et le 2,2,3-triphényl-[[.sup.17]O]oxirane. En outre, nous avons déterminé la structure cristalline du (2S*,3R*)-2,3-bis(4-nitrophényl)oxirane par radiocristallographie. Lorsque nous avons comparé les valeurs expérimentales des tenseurs en RMN [.sup.17]O des oxiranes (dans lesquels l'angle de la liaison C-O-C est d'environ 60[degrees]) avec ceux du diméthyléther (dans lequel l'angle de liaison C-O-C est de 113[degrees]) et d'autres groupes fonctionnels de type R-O-R', nous avons observé que la géométrie fortement contrainte des oxiranes donne lieu à des orientations différentes des tenseurs dans le cadre de référence moléculaire. Nous présentons des calculs de chimie quantique en complément à nos résultats expérimentaux. Cette étude est la première à décrire la détermination simultanée des tenseurs de déplacement chimique et des tenseurs de couplage quadripolaire de l'oxygène 17 dans des oxiranes. [Traduit par la Rédaction] Mots-clés : oxirane, RMN [.sup.17]O à l'état solide, tenseur de couplage quadripolaire, tenseur de déplacement chimique., Introduction Oxiranes (also known as 1,2-epoxides) are a class of organic compounds containing a three-membered heterocyclic ring of two carbon atoms and one oxygen atom. Oxiranes are important building blocks [...]
- Published
- 2020
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