Variabel temperatur 19F NMR og teoretisk undersøgelse af 1,9- og 1,7-C60F(CF3) og C(s-) og C1-C60F17(CF3): Hindret CF3-rotation og gennem-rum J(FF)-kobling

Milligrammængder af de nye forbindelser 1,9- og 1,7-C60F(CF3) (ca. 85:15 blanding af isomerer) og C60F3(CF3) blev isoleret fra en højtemperatur C60/K2PtF6-reaktionsblanding og renset til 98 mol % sammensætningsmæssig renhed ved todimensionel højtydende væskekromatografi ved hjælp af Buckyprep- og Buckyclutcher-kolonner. De tidligere observerede forbindelser C60F5(CF3) og C60F7(CF3) blev også for første gang oprenset til 90+ mol %. 19F NMR-spektre med variabel temperatur af blandingen af C60F(CF3)-isomerer og den tidligere rapporterede blanding af C(s)- og C1-C60F17(CF3)-isomerer viser for første gang, at fulleren(F)n(CF3)m-derivater med tilstødende F- og CF3-substituenter udviser langsomt udvekslingsbegrænsede, hæmmede CF3-rotationsspektre ved -40 +/- 10 grader C. De eksperimentelle og tæthedsfunktionalteori (DFT) forudsagte deltaH++-værdier for CF3-rotation i 1,9-C60F(CF3) er henholdsvis 46,8(7) og 46 kJ mol(-1). De DFT-prædikterede deltaH++-værdier for 1,7-C60F(CF3), C(s)-C60F17(CF3) og C1-C60F17(CF3) er henholdsvis 20, 44 og 54 kJ mol(-1). (> eller = 4)J(FF)-værdierne fra 19F-spektre med langsom udveksling, som varierer fra ca. 0 til 48(1) Hz, viser, at den dominerende kernespin-spin-koblingsmekanisme er gennem-rum-kobling (dvs. direkte overlapning af fluoratomets enkeltpar-orbitaler) snarere end kobling gennem sigma-bindingsrammen. 2J(FF)-værdierne inden for CF3-grupperne varierer fra 107(1) til 126(1) Hz. Tilsammen giver NMR-dataene et entydigt sæt af (> eller = 4)J(FF)-værdier for tre forskellige forbindelser, som kan korreleres med DFT-forudsagte eller ved røntgendiffraktion udledte afstande og vinkler, og et entydigt sæt af 2J(FF)-værdier, som kan tjene som intern standard for alle fremtidige J(FF)-beregninger.