Synthesis, characterisation and electrochemical studies of osmocene-containing alcohols. A series of osmocene-containing carboxylic acids, Oc(CH2)mCOOH, where m = 1, 2 and 3, and osmocene-containing alcohols, Oc(CH2)nOH, where n = 1, 2, 3 and 4, were synthesised and characterised, using 1H NMR spectroscopy and infrared spectroscopy. Cyclic voltametric studies on the series of alcohols and carboxylic acids demonstrated a decrease in the formal reduction potential (E˚’) as the number of –CH2– spacers increased. The crystal structures of 2-osmocenylacetonitrile and 2-osmocenylethanol were determined by single-crystal X-ray crystallography.
’n Reeks osmoseenbevattende karboksielsure, Oc(CH2)mCOOH, met m = 1, 2 en 3, sowel as osmoseenbevattende alkohole, Oc(CH2)nOH, met n = 1, 2, 3 en 4, is in veelvuldige stappe gesintetiseer en gekarakteriseer deur gebruik te maak van infrarooi spektroskopie, 1H en 13C kernmagnetiese resonansspektroskopie, elementele analise en smeltpuntbepalings (Figuur 1). Nuwe metodes vir die sintese van hierdie osmoseenbevattende karboksielsure en alkohole is ontwikkel.
Osmoseenbevattende karboksielsure (links) en osmoseenbevattende alkohole (regs) wat gesintetiseer is.
’n Elektrochemiese studie wat gebruik maak van sikliese voltametrie, is van alle gesintetiseerde verbindings gedoen. Elektrochemie is uitgevoer in DCM met 0.1 M [NBu4][B(C6F5)4] as hulpelektroliet. ’n Verband is gevind tussen die getal -CH2-eenhede en die formele reduksiepotensiaal (E°) vir beide die karboksielsure en alkohole. Die formele reduksiepotensiaal vir beide die karboksielsure en alkohole neem af namate die getal alkiel(-CH2-)groepe toeneem. Daar is gevind dat die graad van dimerisasie van die osmosenielgroep soortgelyk is aan dié van die rutenosenielgroep. Verder is gevind dat dimerisasie afneem namate die hoeveelheid -CH2-groepe vir beide die karboksielsure en alkohole toeneem. Die twee moontlike dimere is ’n metaal-metaaldimeer en ’n metaal-siklopentadiënieldimeer. Die formele reduksiepotensiaal van 2-osmosenielasynsuur, 3-osmosenieletanoësuur en 4-osmosenielpropanoësuur is 418 mV, 357 mV en 317 mV onderskeidelik. Die formele reduksiepotensiaal vir osmosenielmetanol, 2-osmosenieletanol, 3-osmoseniel-propanol, en 4-osmosenielbutanol, is 410 mV, 340 mV, 313 mV en 321 mV onderskeidelik. Die elektrononttrekkende effek van die karboksielsuur en alkoholfunksionele groepe op die osmoseengroep word verminder vanweë die lang alkielkettings. Die formele reduksiepotensiaal vir beide die karboksielsure en alkohole neem af soos die getal alkielgroepe toeneem. Dimerisasie is elektrochemies waargeneem vir 2-osmosenielasynsuur, 3-osmosenieletanoësuur, 2-osmosenieletanol en 3-osmosenielpropanol. Geen dimerisasie is elektrochemies vir 4-osmosenielpropanoësuur of 4-osmosenielbutanol waargeneem nie.
Die strukture van 2-osmosenielasetonitriel (monoklinies, P 21/c, Z = 4, R = 0.057) en 2-osmosenieletanol (trigonaal, P-3, Z = 6, R = 0.092) is met behulp van enkelkristal-X-straalkristallografie bepaal. Die alkohol toon ’n uitgebreide waterstofbindingsnetwerk bestaande uit die hidroksielfunksionele groepe van ses naasliggende molekule wat in ’n heksagonale patroon gerangskik is (Figuur 2).
Die kristalstruktuur van 2-osmosenieletanol wat ’n uitgebreide waterstofbindingnetwerk vertoon.
How to cite this article: Govender, M., Swarts, J.C. & Müller, E., 2016, ‘Sintese, karakterisering en elektrochemie van osmoseenbevattende alkohole’, Suid-Afrikaanse Tydskrif vir Natuurwetenskap en Tegnologie 35(1), a1412. http://dx.doi.org/10.4102/satnt.v35i1.1412
Note: A selection of conference proceedings: Student Symposium in Science, 29–30 October 2015, University of the Free State, South Africa. Organising committee: Mr Rudi Pretorius and Ms Andrea Lombard (Department of Geography, University of South Africa); Dr Hertzog Bisset (South African Nuclear Energy Corporation (NECSA); Dr Ernie Langner and Prof Jeanet Conradie (Department of Chemistry, University of the Free State).