ECI 2018v: Esther Ocola expondrá “Vapor-Phase Infrared and Raman Spectra and Theoretical Investigations of π-Type Intramolecular Hydrogen Bonding in 3-Cyclopenten-1-amine”


Esther Juliana Ocola and Jaan Laane
Department of Chemistry, Texas A&M University, College Station, TX 77843-3255, USA

Resumen
Como ha sido demostrado experimentalmente y teóricamente, alcoholes y aminas primarias y secundarias pueden participar en un enlace intramolecular tipo π cuando algún enlace C=C está presente.  Nuestro grupo de investigación ha estudiado previamente el 2-indanol [1], el 3-ciclopenten-1-ol [2,3] y el 2-ciclohexen-1-ol [4].  En este trabajo presentamos nuestros resultados experimentales en la fase vapor y teóricos para el                         3-ciclopenten-1-amina (3CPAM).  Según nuestros cálculos teóricos 3CPAM puede existir en seis diferentes confórmeros, dos pares de los cuales son imágenes especulares uno del otro.  Espectros infrarrojo y Raman del 3CPAM en su fase vapor han sido analizados y muestran evidencia de todos los seis confórmeros.  Las frecuencias vibracionales observadas están en buena concordancia con cálculos teóricos realizados para cada uno de los confórmeros.  Las frecuencias calculadas fueron computadas usando el método de la teoría de funcionales de densidad (TFD) B3LYP/cc-pVTZ.  Cada uno de los dos confórmeros de la menor energía tiene un átomo de hidrógeno del grupo NH2 interactuando con el enlace doble C=C dando lugar a un enlace intramolecular débil de hidrogeno tipo π.  Los otros cuatro confórmeros tienen energías conformacionales calculadas a 284, 315, 315 y 336 cm-1 (3.36, 3.77, 3.77 y 4.01 kJ/mol) de mayor energía.  Los seis confórmeros pueden interconvertirse mediante vibraciones del “puckering” del anillo o por la rotación del enlace -NH2.

Descriptores: 3-ciclopenten-1-amina, enlace puente de hidrógeno, Raman, infrarrojo, superficie de energía potencial

Abstract
As shown experimentally and theoretically, cyclic alcohols and primary and secondary amines can participate in an intramolecular π-type hydrogen bonding where a C=C bond is present Our research group has previously studied 2-indanol [1], 3-cyclopenten-1-ol [2,3] and 2-cyclohexen-1-ol [4].  In this work we present our vapor-phase experimental and theoretical results for 3-cyclopentene-1-amine (3CPAM).  Based on our theoretical calculations 3CPAM can exist in six different conformers, two pairs of which are mirror images of each other. Vapor-phase infrared and Raman spectra of 3CPAM have been analyzed and show evidence for all the six conformers.  The observed vibrational frequencies are in good agreement with the theoretical calculations for each of the conformers.  The calculated frequencies were computed using the density functional theory method (DFT) B3LYP/cc-pVTZ.  A two-dimensional potential energy surface in terms of these vibrational coordinates was calculated using ab initio MP2/cc-pVTZ computations.  Each of the two lowest energy conformers has one hydrogen atom of the NH2 group interacting with the C=C double bond resulting in a weak intramolecular π-type hydrogen bond. The other four conformers have calculated conformational energies 284, 315, 315 and 336     cm-1 (3.36, 3.77, 3.77 and 4.01 kJ/mol) higher in energy.  The six conformers can interconvert through ring-puckering vibrations or by torsional rotation of the –NH2 bond.

Keywords: 3-cylopenten-1-amine, hydrogen bonding, Raman, infrared, potential energy surface

Referencias

Espacio, luego respetar reglas de https://revistaeciperu.com/intrucciones-para-autores/

[1] A. A. Al-Saadi, M. Wagner, and J. Laane, J. Phys. Chem. A 110 (2006) 12292-12297.
[2]

[3]

[4]

E. J. Ocola, A. A. Al-Saadi, and J. Laane, J. Phys. Chem. A 114 (2010) 7457-7461.

A. A. Al-Saadi, E. J. Ocola, and J. Laane, J. Phys. Chem. A 114 (2010) 7453-7456.

E. J. Ocola, and J. Laane, J. Phys. Chem. A 120 (2016) 74-80.

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