RMNM 19F la temperatură variabilă și studiul teoretic al 1,9- și 1,7-C60F(CF3) și C(s-) și C1-C60F17(CF3): Rotația împiedicată a CF3 și cuplarea J(FF) prin spațiu

Cantități de miligrame din noii compuși 1,9- și 1,7-C60F(CF3) (cca. 85:15 amestec de izomeri) și C60F3(CF3) au fost izolați dintr-un amestec de reacție C60/K2PtF6 la temperatură înaltă și purificați până la o puritate de compoziție de 98 % molar prin cromatografie lichidă bidimensională de înaltă performanță folosind coloane Buckyprep și Buckyclutcher. Compușii C60F5(CF3) și C60F7(CF3), observați anterior, au fost, de asemenea, purificați pentru prima dată până la 90+ mol %. Spectrele RMN 19F la temperatură variabilă ale amestecului de izomeri C60F(CF3) și ale amestecului de izomeri C(s)- și C1-C60F17(CF3) raportat anterior demonstrează pentru prima dată că derivații de fulleren(F)n(CF3)m cu substituenți F și CF3 adiacenți prezintă spectre de rotație CF3 împiedicate de limita de schimb lent la -40 +/- 10 grade C. Valorile deltaH++ experimentale și cele prevăzute de teoria funcțională a densității (DFT) pentru rotația CF3 în 1,9-C60F(CF3) sunt 46,8(7) și, respectiv, 46 kJ mol(-1). Valorile deltaH++ preconizate de DFT pentru 1,7-C60F(CF3), C(s)-C60F17(CF3) și C1-C60F17(CF3) sunt de 20, 44 și, respectiv, 54 kJ mol(-1). Valorile (> sau = 4)J(FF) din spectrele 19F cu limită de schimb lent, care variază de la aproximativ 0 la 48(1) Hz, arată că mecanismul dominant de cuplaj spin-spin nuclear este cuplajul prin spațiu (adică suprapunerea directă a orbitalilor de pereche unică ai atomului de fluor), mai degrabă decât cuplajul prin cadrul legăturii sigma. Valorile 2J(FF) în cadrul grupurilor CF3 variază de la 107(1) la 126(1) Hz. În mod colectiv, datele RMN oferă un set neechivoc de valori (> sau = 4)J(FF) pentru trei compuși diferiți, care pot fi corelate cu distanțele și unghiurile preconizate prin DFT sau obținute prin difracție de raze X, precum și un set neechivoc de valori 2J(FF) care pot servi drept standard intern pentru toate calculele J(FF) viitoare.