Etude par spectroscopie infrarouge de la coordination et de l'adsorption de (CD3)2CHOH. I - coordination avec des acides de lewis

Etude par spectroscopie infrarouge de la coordination et de l'adsorption de (CD3)2CHOH. I - coordination avec des acides de lewis

Advances in Molecular Relaxation and Interaction Processes, 24 (1982) 191-205 Elsevier Scientific Publishing Company, Amsterdam - Printed in The Nethe...

753KB Sizes 0 Downloads 99 Views

Advances in Molecular Relaxation and Interaction Processes, 24 (1982) 191-205 Elsevier Scientific Publishing Company, Amsterdam - Printed in The Netherlands

ETUDE PAR SPECTROSCOPIE

INFRAROUGE

DE LA COORDINATION

191

ET DE L'ADSORPTION

DE

(CD3)2CHOH. I - COORDINATION

AVEC DES ACIDES

DE LEWIS.

J.P. GALLAS et C. BINET Laboratoire

ERA 824, I.S.M.Ra., (Received

"Structure

de Spectrochimie, Universite,

et reactivite

14032 CAEN CEDEX

d'especes

adsorbees"

(FRANCE).

16 July 1982)

SOMMAIRE L'etude evidence

des complexes

les interactions

un acide de Lewis

A + O(H)CH(CD,),

les frequences

sees et les intensites augmentee

dans le tetrachlorure

de carbone met en

et A + [(CDs),CHOH],,

des vibrations

v(OH) et w(C0) sont abais-

; la frequence de la vibration v(CH) est

augmentees

et l'intensite

; la bande v(CD~) apparait sous for-me de

abaissee

; les frequences des vibrations y(CH) et {6(CH),6(OH)}

tees. Une relation

OCI A designe

: SbC15, A1C13, AlBr,, SnCl,, BFS, Eu(fod),, ICl, I2 et SOP.

Dans la coordination

doublet

en solution

affine entre

l'enthalpie

Brijnsted ou de Lewis et les deplacements

de complexation

sont peu affec-

avec les acides de

AG(CH) a et@ etablie.

ABSTRACT The A + O(H)CH(CD,), infrared

Lewis acid

increase,

[(CD,),CHOH] 2 interactions

in carbon

tetrachloride

the v(OH)

and v(C0) frequencies

it is the opposite

as a doublet

6(OH)1 frequencies. and the A3(CH)

were shown by an

solutions,

: SbC15, A1C13, A1Br3, SnClh, BFs, Eu(fod),,

the coordination,

appears

and A +

study of complexes

decrease

trend for the v(CH) vibration

; there is no significant

The complexation

shifts are linearly

enthalpies,

effect

where

A is a

I2 and Son. In

ICl,

and the intensities

; the v(CD3)

band

on the y(CH) and {6(CH),

for Bronsted

or Lewis acids,

correlated.

INTRODUCTION Les perturbations complexes

des vibrations

XH.. .0(H)CH(CD,)2,

sentees [l]. Complementairement, tions de l'isopropanol(D,) 0378-4487/82/000~000/$02.75

de l'isopropanol(&)

00 XH disigne

dans la formation

un acide de Bronsted,

nous avons etudie

de la coordination

les effets

des

ont et@ pre-

sur les vibra-

A + 0(H)CH(CD3)z,

00 A designe

0 1982 Elsevier Scientific Publishing COmpanY

un

192 acide de Lewis. Ce type d'interaction

a et@ en particulier

plexes du trifluorure

de bore avec le methanol

les melanges

des deux composes

binaires

ces solutions dissocie

presentent

en especes

plexe I:1

le complexe

ioniques

[2,3] essentiellement

1:2 BFs + CH,OH...O(H)CH,

les frequences

dans le tetrachlorure

l'influence

quantitative

des acides de Lewis sur les intensites

L'interaction

de la molecule

dans un solvant

plexes suivant

d'alcool

a pour but d'electrons

de vibration

des grou-

avec un acide de Lewis A en solution

inerte peut @tre a priori

representee

par differents on a

com-

:

H-(R)0 + A + O(R)-H complexe

1:l

(1)

1:2 bicoordine

H-(R)0 + A + O(R)-H...O(R)-H

(2)

A + O(R)-H...O(R)-H

complexe

1:2 monocoordine

H-(R)O...H-(R)O

1:3 bicoordine

+ A + O(R)-H...O(R)-H complexe

Pour les acides de Lewis forts le groupement acide et peut alors, m@me en solution le complexe

1:2 monocoordine

Le complexe

1:2 bicoordine

les complexes

sont independants

les complexes

l'interaction

ne formant en solution

dinance de l'antimoine

dans le complexe

(1) et (2). avec

coordines

1:2 bicoordine

par pont hydrogene

a celui du complexe

est anadans

1:2 monocoordine.

de l'isopropanol(D6)

ne peut etre augmentee diluee,

la situation

avec

ICl,

Nous

acide

de

l:l, et l'interac-

chimique

unite et ne pouvant

suivant

les

dans les solutions,

; les spectres

a partir des r%ultats

d'antimoine.

for-

1:l et 1:2 monocoordine.

est compliquee,

1:l et floculation

interpretables

avec le pentachlorure

que d'une

que les complexes

du complexe

par reactivite

alors que partiellement

notees

de former par pont hydrogene

diluee que le complexe

Pour les autres acides forts utilises

aussi eventuellement

1:l est tres

par pont hydrogene

avec SbCl 5, acide de Lewis fort, pour lequel la coor-

mer de ce fait, en solution

cas, par autoassociation

les molecules-motif

l:l, le type d'interaction

1:3 et 1:4 est analogue

tion Ude l'isopropanol(D,)

du complexe

former aisement

; cependant si les deux groupements

le type d'interaction

pour exemples

Lewis faible,

comportant

1:4 bicoordine

hydroxyle

diluee,

per-met egalement

1:3 et 1:4

logue a celui du complexe

complexes

Notre etude

v(C0) de l'isopropanol(D,).

la nature de l'acide de Lewis. Parmi ces complexes

A + O(R)-H

presentons

de carbone

du pouvoir accepteur

et les frequences

CH et OH ainsi que sur la vibration

l'alcool

du com-

v(OH) et v(C0) sont abaissees.

en solution

complexe

tres faiblement

[3j ainsi que des formes autoassociees

sur de tels complexes

complexe

pour

; outre le complexe 1:l de coordination

de mettre en evidence

diluee

dans les com-

; dans la formation du complexe 1:l les frequences des vibrations

u(CH,) sont augmentees,

pements

etudie

obtenus

ne sont

de l'etude des

et

193 L'etude

Porte sur les vibrations

ainsi que sur la vibration deformation

couplees

{6(CH),6(OH)1

(IZD~)~CHOH, la notation y designe une vibration les etablies

COMPLEXE

par Tanaka

v(OH),

v(CH), v(CD,) et v(C0)

y(CH) et sur les deux vibrations

(pour la conformation une vibration

de symetrie

de

C, de

hors du plan et la notation

; les attributions

dans le plan de symetrie)

6

des bandes sont cel-

141.

ICl, (CD,),CHOH

Les solutions

dans le tetrachlorure

a cause de l'oxydation drogene

d'allongement

de deformation

de l'alcool

de carbone

en &tone

et d'iode, elles sont cependant

l'enregistrement

soectrometrique.

tions v(CH) et v(OH). ces solutions elementaires

d'alcool

monomere

suffisamment

Les figures

Les profils

sont peu stables,

avec formation

spectraux

et de complexe

a partir des caracteristiques

stables

compte

les vibra-

de la presence

1:l. La decomposition

spectrales

d'hy-

dans le temps de

la et lb presentent

rendent

peut-etre

de chlorure

dans

en bandes

des bandes u(OH) et v(CH)

de l'alcool monomere le maximum

[5] fait apparaitre pour le complexe une bande v(OH) dont -1 est situ6 a 3594 cm et une bande v(CH) dont le maximum est situ@

a 2903 cm -l. Comme dans le cas de la complexation de de Brbnsted

II] le nombre d'ondes

des comportements molaires

inverses

d'extinction.

S(OH) est abaisse,

sont observes

Les bandes Plementaires

le dosage de cette espece,

totale d'alcool

on obtient

_

t

g

d'equilibre

la quantite

correspondant

par difference

de complexe

K1 de formation

par un aci-

3(CH) est augment6

pour les variations

mere permettent

la constante

XH...O(H)CH(CD3)2

a l'alcool mono-

avec la quantite

et ainsi une evaluation

du complexe

;

des coefficients

de

1:l (Tableau 2).

/ ml“ I cm-’ (a)

-10

?/cm-

iJ& 2850

2900

2950

Fig. 1. Absorption de la solution {ICl, (CD,),CHOH, Ccl,}; [ICl] = 0,l M , [(CD3)2CHOH] = 0,Ol M. La grandeur portee en ordonnees est l'absorbance divisee par la concentration C de l'isopropanol(D6) et l'epaisseur utile d de la cellule de mesure.

194 Les nombres d'ondes par la complexation observe <(CO)

des vibrations

; comme dans le cas de l'interaction

une faible augmentation

(Tableau

COMPLEXES

(Tableau

XH...O(H)CH(CD,),

2) et une diminution

on

de

3).

La figure 2 presente

les profils spectraux

la concentration

des proportions

differentes

leurs du rapport

seules especes

d'acide

de Lewis et d'alcool

de p met en evidence

ciation de l'isopropanol(D6)

correspondant

a des solutions

pour

totale en alcool est voisine de 6.10-' M mais avec

p = [A] / [isopropanol(D,)1.

les valeurs

indiquees

L'evolution

la presence

; l'ensemble est interpretable spectrales

par les va-

des profils

de differents

de ces especes

spectraux

@tats d'asso-

en considerant

: monomere, complexe l:l, complexe 1:2 monocoordine.

tats quant aux caracteristiques Tableau

de G(CDB)

sont peu affect&

DE SbCIS AVEC (CDB)~CHOH

lesquelles

suivant

y(CH) et I6(CH),&(OH)}

les

Nos resul-

sont donnees

dans le

I.

Complexe

1:l

Pour des fortes valeurs de p (p > 1) on a essentiellement le complexe 1:l. -1' Comparativement au monomere (p = 0) la bande v(OH) situee a 3503 cm est abais-1 -1 see de 124 cm tandis que la bande v(CH) sit&e a 2983 cm est @levee de 103 cm-I (fig. 2 coefficient

; p = 2) ; de plus (Tableau 1) la largeur a mi-hauteur et le

molaire

d'extinction

la largeur a mi-hauteur cient molaire xation

diminution

de la bande u(CH) est reduite

d'extinction

une exaltation

pour la bande w(OH) sont doubles,

tres fortement

de l'intensite

diminue.

integree

par contre

de moitie et son coeffi-

11 s'ensuit

dans la comple-

de la bande v(OH) et une forte

de celle de la bande v(CH). Anterieurement

[6] la bande w(OH) du

complexe

1:l SbClS,CH30H en solution dans le chlorure de methylene a ete reperee -1 -1 a 3410 cm soit un deplacement AG(OH) = - 217 cm par rapport a la valeur

%(OH) = 3627 cm-I

[7 ] pour le monomer-e dans ce solvant

que celui observe

ici (- 124 cm-')

cement

bale diminuee

1336 cm

plus important

A"v(OH) depend beaucoup du solvant.

La bande v(CD,) apparait

d'ondes

beaucoup

: nous montrons par la suite que le depla-

sous forme de doublet

(Tableau

1) d'intensite

glo-

par rapport a la bande w(CD,) pour l'alcool monomer-e. Les nombres

1383 cm-I et 1233 cm-l des vibrations couplees {6(CH),6(OH)} et -1 de y(CH) de l'alcool monomere sont peu affect& par la complexation

(fig. 2d

; p = 2) ; les intensites des bandes {&(CH),&(OH)}

l'intensite

de y(CH) est diminuee.

monomer-e est abaissee la complexation methylene

La bande v(C0) sit&e

a 976 cm -I (fig. 2c

sont augmentees, -1 pour le a 1042 cm

; p = 2) et fortement exaltee dans

; pour le complexe SbC15,CH30H en solution dans le chlorure de

la vibration

v(C0) est reperee a 945 cm -I [6] alors que pour le mono-

195 TABLEAU

1

Caracteristiques 1:l SbCIS,

spectrales

de (CD3)2CHOH

monomh-e

ainsi

que dans les complexes

(CD3)*CHOH

et 1:2 monocoordinr? SbCIS, [(CD,)2CHOH]2 en solution dans -1 ccl* ; les nombres d'ondes sont en cm , les coefficients molaires d'extinction -1 -1 E en mol RCl!l .

Vibration

Monomere

Complexe

1:l

Complexe

molecule 2u(OH) '"(OH)

,

7085

i2

v(OH)

3578

21

44

2900

37

52

120

70

2880

2983

2928

44

24

I E

35

5

3

2228

AG1/2

2229

2232

I

I 2243

v(CD,) I

55

E

I6(CH),6(OH)}

1383

'

15 1376

I E

22

31

c

1336

1333

22

5

I E

1233

1236

1E

26

43

3

1042

976

I E

120

280

{6(CH),6(OH)J

'

2243 (epaule)

25

I

1458

dans la complexation dans le domaine

du m&e

spectral

du complexe

A 3O"C, la constante K 1 = lo5 d.

Ccl,)

ordre de grandeur

des vibrations

1321

1246

990

1024

181, soit un abaissement que celui observe

a caract&e

w(CC)

1:l differ-e de celui du monomere d'equilibre

1383

1339

mere elle est situee a 1029 cm -' (solvant

le spectre

78 2650

v(CH)

(2)

7000

3503

5

v(CO)

mol@cule

80,5

3627

'A%/2 E

Y(CH)

(1)

6845

84,5

- :32v(OH) G

1:2 monocoordine

de formation

de v(C0)

ici. Notons que

[llOO cm-1,1200

(fig. 2c

du comolexe

cm-l],

; p = 2).

1:l a pour valeur

196

30-

2200

3000

2600

3500

3600

.-.\ ‘\ ‘\

1000

1100

Fig. 2. Absorptions des solutions [(CD,),CHOH] = 0,064 M ; ----p Complexe

1300

{SbC1S,(CD3)2CHOH,CCl+I ; p = 0,47, ___

Pour p = 0,47 (fig. 2) l'espece

attribuables

complexe

B c6te des especes

aux vibrations

une situation

v(C0) situees

intermediaire

entre

complexe

correspond

apparait

de ma-

et complexe 1:l. Deux bandes -1 -1 a 1024 cm et a 990 cm occuoent

les positions

des bandes v(C0) pour le mo-

1:l (976 cm-'). La bande de plus haut

a la vibration

1:2 monocoordine

:

u(C0) dans la molecule-motif (2) du -1 comparativement d la l'abaissenent de 18 cm

de <(CO) pour l'alcool monomere

complexe

1:2 monocoordinee

monomere

(1042 cm-') et pour le complexe

nombre d'ondes

valeur

p = 2.

= 0 , -e-.-e-

I:2

niere predominante

nomere

1400

par pont hydrogene

est voisin de celui observe dans le

FH...FH...0(H)CH(CD,)2

nombre d'ondes est alors attribuee

a la vibration

[l]

; la bande de plus bas

w(C0) dans la molecule-motif

(1). Dans le domaine

des vibrations de deformation des groupements CH et OH on -1 et 1321 cm -' (fig. 2d ; p = 0,47) attribuees aux note deux bandes a 1458 cm deux vibrations

{&(CH),o'(OH... !}

gene de la molecule-motif tions {S(CH),G(OH)} analogues

pour la molecule-motif

a ceux observes

tres faible

du vibrateur

(1) du complexe

influence

hydroxyle

par pont hydro-

d'ondes des vibra-

(2) (1246 cm-' et 1383 cm-') sont

pour l'alcool monomere,

du pont hydrogene

associe

1:2 ; les nombres

ce qui est en accord avec la

sur la frequence

de ces vibrations

cl].

197 Le nombre d'ondes de y(CH) est quasi

independant

de l'etat d'association

de l'al-

cool. Pour le complexe ristiques

I:2 monocoordine

spectrales

on observe

tres differentes.

deux vibrations

La bande situee 1 3578 cm -' (fig. 2b

p = 0,47) correspond a la vibration v(OH) de la molecule-motif d'autre

de cette bande on observe

3503 cm-l correspondant complexe massif

d'absorption

Afin d'elucider

[ZOO0 cm -I,3200 de la vibration

la structure

une fenetre

la vibration

de la vibration

la figure 2a (p = 0,47) [9,101

fenetres

lieu a un large

cm-'], de structure v(CH) (fig. 2a 3 presente

a 2830 cm

.) de la molecule-motif

reperee a 1427 cm-l.

rend comote egalement

et

de telles

comple-

; p = 0,47).

le massif

analo-

pas de groupement CH -1 due a la resonan-

;

(1) et la premiere

Le profil

fenetres

spectral

de

de Evans

tracees en pointilles rendent compte -1 -1 a 2920 cm et a 2640 cm qui, completees par les -1 -1 a 2768 cm et a 2482 cm correspondent ?I des reso-

de transmission

de transmission

nances de Fermi entre harmoniques excedentaire

la vibration

des quatre

vibrations

v(OH...)

de la molecule-motif

{G(CH),&(OH)}

du complexe

(1) et les

1:2. L'absorbance

a 2928 cm-' est due alors 1 la vibration

(2). Nous attribuons

le maximum

que de la vibration

d'absorption

y(CH) de nombre d'ondes

t/ _I-

Fermi avec la vibration tions d'allongement

15

v(OH..

6(OH...)

(1) donne

ne comportant

de transmission

-1

; les lignes de base hypothetiques

de fenetres

30

la figure

1:2 SbCl,,[(CD,),CDOH],

nettement

ce de Fermi entre harmonique

de ce massif

;

; de part et

v(OH) du monomer-e et du

v(OH) de la molecule-motif

a l'absorption

gue pour le complexe il apparait

aux vibrateurs

dans le domaine

xe, qui se superpose

(2)

deux plus faibles bandes a 3627 cm

respectivement

1:l. La vibration

v(OH) de caracte-

v(CH)

; de telles resonances de Fermi entre les vibra-

et de deformation

*G “or

I

v(CH) de la molecule-motif -1 a la premiere harmoni-1 voisin de 1336 cm en resonance de a 2622 cm

des groupements

CH ont ete etudieespl].

cm-

?/WV'

2200

2600

Fig. 3. Absorption p = 0,45.

3000

de la solution

{SbCl,,(CD,),CDOH,CC1,);

La bande v(CH) de la molecule-motif

(1) est certainement

apparaitre

spectral

nettement

dans ce profil

au voisinage

[(CD,),CDOH]=

trop peu intense

0,04 M,

pour

de sa valeur attendue

198 22980 cm

-1

. La complexation

ree par la difference La constante

affecte

<"(OH)

d'equilibre

peu l'anharmonicite

- : '2v(OH) de formation

(Tableau

du vibrateur

u(OH) mesu-

1).

du complexe

1:2 a partir de l'acide mo-

nomere et du complexe 1:l a pour valeur K12 = 10 3 y-1 , . AUTRES

COMPLEXES

Les resultats

concernant

2 et 3. Les possibilites conduisent

a la formation

L'europium,

les autres complexes

multiples

de divers composes

avec

[15,16]

SnCl,,

dim&e

L-161. _ L'aluminium

dans les solvants

peut atteindre

peu polaires

A + O(R)H du complexe

tions Ptudiees

caracterisent

les differents

complexes,

superieur

1:2 monocoordine,

suivant

la composition

peuvent

du complexe

compose

Eu(fod)3(D27),

mOme composition

importante

que la solution

au lieu de (CDB)PCHOH

le complexe

les solu-

de coordinance

la nature des espe-

1:l dont les carac-

; pour des solutions

ne peut etre mis en evidence

v(OH)

1:l (Tableau

de la solution

legerement

differentes

de la bande v(OH)

ainsi que de l'evolution

presente

de son profil.

particularites.

La bande v(CH)

une epaule a 2960 cm -' qui ne semble

exoerimentale dans ce domaine,

echantillon

de la

2) ou, dans le cas de

de l'absorbance

2 et 3 quelques

1:l avec Eu(fod)3(D27)

p caracterisant

alors etre determinees

1:2 bicoordine

pas due a un defaut de compensation

dans

et non pas individuellement

cas de preciser

compte des valeurs

dans les tableaux

que l'on retrouve

plus riches en acide de Lewis qu'en alcool

de v(OH) pour le complexe

11 apparait

dans les

1:2 et 1:3 bicoor-

par les possibilites

a 1) on a essentiellement

pour rendre

d'alcool

r17].

que les types d'interaction

dans les complexes

dans certains

le complexe

moleculaires

; autrement dit les frequences des vibra-

dan; le cas de SnC14 que par des frequences

Eu(fod)3(D2,),

de la molecule

apportees

Pour des solutions

spectroscopiques

les ce-

la valeur du rapport

et les limites

plus riches en alcool

frequence

ou mis en evi-

dans la complexation

ces types d'interaction

seule

de Lewis permettent

ces coordinees. (p nettement

[13,

peuvent etre ioniques,

nettement

l:l, que l'on retrouve

1:3 et 1:4 bicoordines

tions experimentees

form&

des vibrations

et A + O(R)H.. .O(R)H du complexe

les complexes

teristiques

11211 et peut

et bicoordinees

ils sont essentiellement

ne permet de mettre en evidence

de l'acide

les coordinances

n ROH (n = 1,2,3,4) ont et@ prepares

En fait l'etude des frequences

dines,

de Lewis

avec l'alcool.

et trimere d'autoassociation

IV, V et VI 1171, les composes

coordinances

complexes

acides

; le complexe 1:l est de symetrie czv, le complexe 1:2 bicoordine

est de symetrie huh

pendant

de coordination

une base de Lewis des especes monocoordinees

141. Des complexes dence

dans les tableaux

de certains

VI dans Eu(fod), monomer-e, atteint

de coordinance

VII et VIII dans les especes former

sont report&

de coordinance

de l'absorption la solution

mais comportant

propre du

de reference

l'alcool

ayant

(CD3)2CDO~

; la bande v(C0) du complexe 1:l avec SnC14 est dedoublee.

25

3614

36

I 3557

Eu(fod),(Dz,)

95

96

3518

3502

AlC13

A1Br3

contraire

-

-

-

105

60

70

40 52

55

52 40

E

2928 2960(c)

-

2967

-

-

-

_

I2243 2233

{2241 2234

{2236 2247

-

10 4

_

110

1800

23

a,:,

2230

0,7

-

(7)

KI

2228

2226 l3 '2241

23 22

c

2228 -

-

v(CD,)

a l'isopropanol(D,)

(40)

2969

relatives

-

-

30

16

2903

2962

22

36 47

2885 2891

23

36

35 34

E

2886

l/2

44 37

AC

(a).

A + O(H)CH(CD,),

monomere

2957

-

-

(1)

(2)

2930

(2)

molkule

v(CH) mol&cule

(1)

2233

2234

v(CD3) 5

700

-

Klz

; (c) epaule ; (d) cette valeur est attribuee au

3584

2650 -

3590

2800

3595

(2)

(1)

2850

molikule

molecule

v(OH)

E en mol-' R cm -l. Sol-

1:l et

; valeurs des

(?I partir du complexe

d'extinction

A + (CD,),CHOH...O(H)CH(CD,),

molaires

1:2 monocoordin@

et A c (CD,),CHOH...O(H)CH(CD,),

Interaction

1:l et K 12 du complexe -1 , les coefficients

sont en cm

2880 2873

G

v(CH)

A + O(H)CH(CD,),

(a) Solvant CS2 ; (b) donn@es complexe 1:2 bicoordinP.

80

3515

BFs

3528(d)

79

3574

SnCls

33

3594

38 28

21 25

AGy2

'ii:;

(a) '3356kZ

(a)

5

v(OH)

Interaction

ICl

I2

SO1

B (b)

Lewis)

(acide de

A

vant : CCll, , sauf specification

Les nombres d'ondes

K1 du complexe

de formation

constantes d'equilibre

v(OH), v(CH) et v(CD,) clans les interactions

de l'alcool monom@re).

Vibrations

TABLEAU 2

{G(CH),B(OH)},

(a) Solvant CSp

; (b) don&es

1400

AlBr,

1384

1384

1383

1402

lb)

C~(CH),&(OH)}

A1C13

SnCl,

ICl

so2

0

(acide deLewis)

relatives

1337

1336

1338

1337

1336

~J(CH)

Interaction

v(C0)

(a).

I

(1)

I

1020

995

1031

v(C0)

(2)

(1)

; (2) molecule-motif

1253 (2)

; (1) molecule-motif

I 1291 (1)

1246 (2)

1325 (1)

I

{6(CH),6(OH)1

(2)

(2)

(2).

et A + (CD9)2CHOH...

.O(H)CH(CD~)P

1388 (2)

1384 (2)

1338

y(CH)

(1)

A + (CD3)2CHOH..

A + 0(H)CH(CD3)2

I 1453 (1)

I

I1455 (1)

{d(CH),G(OH)}

Interaction

monomer-e

970

971

992

11009

1027

1041

1042

a l'isopropanol(D,)

1275

1279

1240

1230(a)

{~(cH),~(oH)}

A + O(H)CH(CD,),

contraire

y(CH) et v(C0) dans les interactions

O(H)CH(CD,),. Solvant : CCls, sauf specification

Nombres d'ondes des vibrations

TABLEAU 3

201 Certainement

a cause de sa faible

rement

l'acide de Lewis est BF3.

quand

La valeur de K1 obtenue S02,(CD3)2CHOH complexe

a 23,4"C [16]

pour l'equilibre

est de l'ordre

analogue

intensite

de grandeur

avec le propanol

du complexe

1:l

de la valeur 0,2 M-l obtenue

en solution

la valeur

12,(CH3)&HOH

en solution

d'association

dans le tetrachlorure

des acides de Lewis,

pour le

de carbone

25°C pour le complexe

[19]. Dans l'ignorance

les valeurs des constantes

ces acides

pour A1X3

Notons que certaines

1,03 M-l obtenueh

dans le cyclohexane

en considkrant

d'homogPn@itG,

de formation

pas clai-

; il en est de m@me pour la valeur de K1 pour le complexe

12,(C03)2CHOH comparativementa

calcul@es

la bande v(CH) n'apparait

sous forme monomere

(X = C1,Br) dont la structure solutions

(A = SnCls, AlCls,

de 1'6tat

d'equilibre

meme,

sont

pour des raisons

dim&-e a ete @tablie

AlBr3, BFs) evoluent

[20].

avec

le temps avec apparition

d'une floculation qui se manifeste essentiellement par -1 et qui pourrait Gtre due, comme dans une bande v(OH) au voisinage de 3340 cm le cas de BF3 non reactivite

[3], 2 une autoassociation chimique

est contralee

de la bande v(X-H) de l'hydracide

des complexes

par l'absence

qui se formerait

1:l de coordination.

ou 1'intensitP

La

negligeable

dans la reaction

d'esterifi-

cation de l'alcool.

RELATION

ENTRE AH ET

La litt6rature d'interaction valeurs

-

(1)

de

AO(CH)

ne fournit

entre

pas de valeurs

l'isopropanol

-1

)

+ W

00 E et C sont des parametres Glectrostatique

et covalent

l'acide et la base,

gene intramoleculaire

de

et les acides de Lewis utilises,

l'acide

=

EA

* EB

empiriques

+

pouvant

CA

relies

de l'interaction,

occasionnellement

fluorotertiobutanol

base B

des enthaloies

AH

aussi les

AH sont calculees a l'aide des parametres E et C de Drago [21,22,23]:

AH / (kcal mol

paratitre

experimentales

- CB

respectivement

aux caractPres

les indices A et B designent

Gtre de Lewis ou de Br'dnsted

introduit,

oar exemple

ou l'hexafluoropropanol-2, 1241. Dans l'interaction

quand

; !d est un

l'acide est le per-

oour rendre compte du pont hydroA-B l'isopropanol(D6)

est la

; les paramgtres EB et CB de cette base sont @valu@s a partir des valeurs

AH correspondant

?I des acides dont les paramstres

Quand

l'acide A est un donneur

(2)

- AH / (kcal mol-')

entre AH et le deplacement

=

de proton hydroxyle

a[-AG(OH)

/ (cm-l)]

Ep et Cp sont connus.

ROH la relation

:

+ b

AG(OH) dans l'interaction

ROH...B

permet

d'@valuer

AH. Les valeurs ainsi obtenues sont peu nombreuses et, compte tenu des valeurs de EA et CA correspondantes,

trop peu precises

pour esperer

d@terminer

les

202 deux parametres

EB et CB de l'isopropanol(D6)

avons pris EB = 1, valeur voisine prenant CB = 3,6 les valeurs de voisines

de celles obtenues

Tableau

a l'aide de la relation

de celle caracterisant

les ethers

de la relation

leur obtenue

AH* calculees a l'aide de la relation (1 ) sont

avec la relation

(2) (Tableau

(2) pour l'interaction

avec la relation

ROH

a

4).

ROH...O(H)CH(CD,),

b

-

-AG(OH)

AH

- AH'

cm--1- kcal mol-'

kcal mol

C,HSOH

0,0106

[25]

3,02

235

595

538

(CF3)zCHOH

0,0115

[26]

3,60

325

733

731

(CF,),COH

0,OllO

[27]

3,lO

450

831

831

Les valeurs representees

de -

-

en fonction

des deplacements

AS(CH)dans

(fig. 4). On observe

la complexation

monomere,

la relation

AH / (kcal mol-') = 0,247 . A3(CH)/ (cm-')

correspondant

-1

AH calculees avec la relation (1) (EB = 1 , CB = 3,6) sont

par rapport a V(CH) pour l'isopropanol(D,) ou [l] de Brbnsted

; AH* : va-

(1) pour EB = 1, CB = 3,6.

~__

leur

Nous

[22] ;en

4

Parametres

(3)

(1 ).

a la droite tracee en excluant

les acides

reperes

etant de Lewis

: +

2,0 ,

l'acide de Brdnsted

CDC13,

la va-

AxV(CH) ayant et@ obtenue pour la solution binaire {chloroforme(D),iso-

propanol(D,)}

et non, comme pour les autres

le tetrachlorure

de carbone.

La validite

complexes,

pour les solutions

de cette relation

dans

pour des deplacements

A3(CH)grands ne peut etre testee que pour SbCIS [A< (CH) = 103 cm-l], compose pour lequel les parametres les valeurs

voisines

et (3) respectivement.

-

EA = 7,38

de l'energie

tide de Lewis dans la complexation, a l'enthalpie

En appliquant

=

la relation

de riorganisation

obtenue,

: on obtient

avec les relations

(1)

- 8,7 kcal mol-',

intramoleculaire

de l'a-

sauf si cette energie est approximativement

de complexation

[28].

(3) au complexe

AG(CH) = 28 cm-l Cl] on obtient AH = - 8,9 Am

[22] sont connus

25,8 et-27,4

11 faut cependant prendre garde que la relation (3) ne

rend pas compte a priori

proportionnelle

, CA = 5,13

AH / (kcal mol-')

pour le complexe

FH...O(H)CH(CD,), pour lequel -1 valeur voisine de celle kcal mol FH.. .0(H)CZH5

11291. La valeur

= 23 cm-' [l] permet egalement d'evaluer a - 7,7 kcal mol -' l'enthalpie

de complexation de la silice. terminale

-
du complexe

pour l'alcool

physisorbe

AD(CH)= 48 cm -I pour la molecule

1:2 SbC15 + (CD3)2CHOH.. .O(H)CH(CD,),

sur la surface (2) d'alcool

conduit

a l'enthal-

203 pie du pont hydrogene dimerisation

AH = - 13.9 kcal mol-I tres superieure a l'enthalpie de

(CDJ)pCHOH . ..O(H)CH(CD3)2

- 4,l kcal mol-I obtenue en evidence

l'influence

ment hydroxyle groupement

de la coordination

dans le complexe

hydroxyle

certainement

pour la dimerisation

voisine

de la valeur

du cyclohexanol

[30]

; ceci met

avec SbCIS sur l'acidite

1:l SbC15 + 0(H)CH(CD,)2

comparee

du groupe-

a celle du

de l'alcool monomere.

Av(CH)/rm-' 0

10

20

30

Fig. 4. Relation entre AH et Ac(CH) dans les comolexes 1:l de l'isopropanol(D~ avec des acides de Lewis ou de Brijnsted (PFTB : perfluorotertiobutanol, HFP : hexafluoropropanol-2, $OH : phenol). Les resultats entre A3(OH) et entre

du tableau

pas d'obtenir qui exclut

AH et AG(OH).Si on examine les deplacements

SbClS + O(H)CH(CD,)2

pour differents

- 152 cm-' (solvant CS2), solvant aussi

2 ne permettent

A?(CH) dans la complexation,ce

contribue

complexation

-

- 181 cm-l (solvant

beaucoup

le voisinage

solvants

immediat

aux valeurs

quantitative

affine

AS(OH) dans la complexation

CH2ClZ) -

hydroxyle

: les valeurs des deplacements

tuent done pas une bonne mesure

affine

une relation

- 124 cm -' (solvant Ccl,),

des deplacements

du vibrateur

une relation

il apparait

que le

AG(OH) et peut Ptre

rendu tres polaire

par la

AG(OH) du complexe 1:l ne constipour la seule interaction

de com-

plexation.

PARTIE

EXPERIMENTALE

La synthese utilises

de l'isopropanol(D6)

sont des composes

par cristallisation sous pression compose

reduite d'azote

octanedionato-3,5) tetrachlorure

commerciaux.

fractionnee.

Eu(fod)3(D27)

a @te decrite

[5] ; les autres

Le monochlorure

Le pentachlorure

sec. Le chlorure

ont et@ sublimes

est distill@

d'iode est purifie

d'antimoine

et le bromure

(fod = heptafluoro-6,6,7,7,8,8,8

est distill@ d'aluminium,

le

dimethyl-2,2

sous vide juste avant emploi.

sur le pentoxyde

composes

de phosphore.

Le solvant

Les solutions

sont

204 preparees

dans une boite a gants dessechee.

Les spectrogrammes des fenetres spectral

sont pris sur spectrometre

des cellules

est fonction

; on a generalement

Irtran. La temperature

Perkin-Elmer

des solutions

utilise des fenetres

des solutions

experimentees

580

; la nature

experimentees

en chlorure avoisine

et du domaine

d'argent

et en

30°C.

CONCLUSION Les interactions mises en evidence dination

A + O(H)CH(CD,),

par l'etude des vibrations

1:l les frequences

leurs intensites

exaltees

tee. Les frequences

v(CH) est augment&e

des vibrations

et son intensite

Dans la coor-

fortement

La frequence diminuee

et

v(OH) est peu affec-

sont peu perturbees

;

de la vibration

; la faible transmission

de l'effet de la complexation

sur 3(CH) est mise

par l'etude du complexe SbCIS + O(H)CDzCHDE pour lequel on observe -1 A”V(CH) = 9 cm tres inferieur a celui observe (103 cm-l) quand

l'alcool est l'isopropanol(D,). evaluation

de la vibration

y(CH) et {6(CH),6(OH)}

sous forme de doublet.

le long de la chaine carbonee

deplacement

de l'isopropanol(D,).

ont et@

v(OH) et v(C0) sont abaissees

; l'anharmonicite

des vibrations

la bande v(CDB) apparait

en evidence

et A + (CD,),CHOH...O(H)CH(CD,),

des enthalpies

Dans l'interaction

de complexation

A + O(H)CH(CD,),

et la liaison hydrogene bande v(OH...)

La relation

affine entre AH et AS(CH) permet une

avec les acides de Brijnsted ou de Lewis.

le groupement

hydroxyle

forte A + (CDa)*CHOH.. .0(H)CH(CD3)2

presentant

Fermi avec les harmoniques

quatre

fenetres

des vibrations

un

de transmission

est rendu tres acide conduit

a une large

dues aux resonances

de

I&(CH),fi(OH)).

BIBLIOGRAPHIE :: ;: 5. 6. 7.

8. 9. 10. 11. 12. 13. 14. 15. 16. 17. 18. 19. 20. 21.

J.P. Gallas et C. Binet, Adv.Mol.Relax.Interact.Processes, 23(1982)1. M. Taillandier, J. Tochon et E. Taillandier, J.Mol.Struct., 10(1971)471. J. Derouault, T. Dziembowska et M.T. Forel, Spectrochim.Acta, 35A(1979)773. C. Tanaka, Nippon Kagaku Zasshi, 83(1962)521. J.P. Gallas et C. Binet, Adv.Mol.Relax.Interact.Processes, 22(1982)39. Von R. Ortwein et A. Schmidt, Z.anorg.allg.Chem., 420(1976)240. J. Rossarie, These, Caen (Fr.) (1976). J. Rossarie, J.P. Gallas, C. Binet et R. Romanet, J.Chim.Phys., 74(1977)485. J. Evans, Spectrochim.Acta, 16(1960)994. M. Claydon et N. Sheppard,.Chem.Comm., (1969)1431. 0. Saur. J. Travert. J.C. Lavallev et N. Sheooard. Soectrochim.Acta. 29A (1973)243. A. Bruder, S. Tanny, H. Rockefeller etc. Springer, Inorg.Chem., 13(1974)880. H. Brittain, J.Chem.Soc.Dalton Trans., (1979)1187. D. Graddon et L. Muir, J.Chem.Soc.Dalton Trans., (1981)2434. B. Petitet et C. Devin, C.R.Acad.Sci.Paris ser. C, 275(1972)143. H. Brune et W. Zeil, Z.Physik.Chem.Neue Folge, 32(1962)384. J. Derouault, P. Granger et M.T. Forel, Inorg.Chem., 16(1977)3214. M. Dalibart, J. Derouault et P. Granger, Inorg.Chem., 20(1981)3975. P. de Maine, J.Chem.Phys., 26(1957)1036. R. Keefer et L. Andrews, J.Am.Chem.Soc., 75(1953)3561. R. Schumann et H. Perkampus, Soectrochim.Acta, 35A(1978)45. R. Drago, Coord.Chem.Rev., 33(1980)251.

205 22. 23. 24. 25.

26. 27. 28. 29. 30.

R. Drago, G. Vogel et T. Needham, J.Am.Chem.Soc., 93(1971)6014. R. Drago, L. Parr et C. Chamberlain, J.Am.Chem.Soc., 99(1977)3203. R. Guidry et R. L&ago, J.Am.Chem.Soc., 95(1973)759. d'apres les valeurs experimentales [Zj. K. Purcell, J.Stikeleather et S. Drunk, J.Am.Chem.Soc., 91(1969)4019. d'apres les valeurs experimentales (solvant Ccl,) de A. Sherry et K. Purcell, J.Am.Chem.Soc., 94(1972)1853. 0. Brown, R. Drago et T. Bolles, J.Am.Chem.Soc., 90(1968)5706. M. Tsuda, H. Touhara, K. Nakanishi et N. Watanabe, J.Phys.Chem., 80(1976)362. J. Rossarie, J.P. Gallas, C. Binet et R. Romanet, J.Chim.Phys., 75(1978)63.