Serbest kökçelerin flüorlu çözeltilerinde dinamik nükleer polarizasyon

Abstract

Bu çalışmada, çok sayıda flüor çekirdeği içeren 1-Iodotridecafluorohexane (C6F13I), 2,2,3,4,4,4-Hexafluoro-1-butanol (C4H4F6O), N-Methyl-bis-trifluoroacetamide (C5H3F6NO2), Hexafluoroacetylacetone (C5H2F6O2), Hexadecafluoroheptane (C7F16), Heptafluorobutyric acid (C4HF7O2), Nonafluoropentanoic acid (C5HF9O2), Octafluorotoluene (C7F8) ve Hexafluorobenzene (C6F6) alifatik ve aromatik çözgen ortamlarında α,γ-Bisdiphenylene-β-phenyl allyl complex with benzene 1:1 (BDPA) ve Galvinoxyl (GV) serbest radikallerinin çözeltilerindeki flüor çekirdeğinin dinamik polarizasyonu incelendi. Örneklerin hepsinde konsantrasyon yaklaşık 3.00·10-3 M olarak belirlendi. Oksijen paramanyetik bir maddedir ve NMR (Nükleer Manyetik Rezonans) sinyal büyümesini azaltır. Bu nedenle, her bir örnek yaklaşık 10-3 Pa değerindeki vakum altında degaze edildi. BDPA/C6F13I ve GV/C6F6 için 26 ile 64 MHz arasında Elektron Paramanyetik Rezonans (EPR) spektrumu elde edildi. Doyma deneyleri bütün örnekler için EPR spektrumlarının tepe noktalarına yakın olan 45.0 MHz’te ve dört farklı sıcaklıkta gerçekleştirilmiştir. Doyma % 53 ile % 90 arasında başarılmıştır. Her bir örnek için Po dört kez ölçüldü ve Pz değerleri ESR spin polarizasyonunu doyuma götüren en az altı farklı ESR gücünde elde edildi. Çekirdek polarizasyonunun Overhauser büyüme faktörü A∞, saf skaler etkileşmeler için 700 ve saf dipolar etkileşmeler için -350 arasında değişen sınır değerlerini alabilir. 1 A− ∞ değerleri, sonsuz ESR gücü için [(Pz-Po)/Po]-1’in ekstrapole edilen değerlerinden bulundu. Bu çalışmada A∞, GV/Octafluorotoluene için -200.4’ten BDPA/Hexafluorobenzene için 39.4’e kadar çok geniş bir aralıkta değerler almaktadır. Çalışmalarımızda serbest radikal moleküllerinin çiftlenmemiş elektronları ile çözgen moleküllerinin flüor çekirdeği arasında ne saf skaler ne de saf dipolar etkileşmeler gözlenememiştir. Bu çalışmada elde edilen sonuçlar literatürdekilerle karşılaştırılmıştır.

In this study, dynamic polarization of fluorine nuclei has been examined by two free radicals, α,γ-Bisdiphenylene-β-phenyl allyl complex with benzene 1:1 (BDPA) and Galvinoxyl (GV), in highly fluorinated aliphatic and aromatic solvents, which are the 1-Iodotridecafluorohexane (C6F13I), 2,2,3,4,4,4-Hexafluoro-1-butanol (C4H4F6O), N-Methyl-bis-trifluoroacetamide (C5H3F6NO2), Hexafluoroacetylacetone (C5H2F6O2), Hexadecafluoroheptane (C7F16), Heptafluorobutyric acid (C4HF7O2), Nonafluoropentanoic acid (C5HF9O2), Octafluorotoluene (C7F8) and Hexafluorobenzene (C6F6). For all samples the concentration was set about 3.00·10-3 M. Oxygen is a paramagnetic substance and decreases NMR signal enhancement. For this reason, each sample was degassed under vacuum at about 10-3 Pa. The electron Paramagnetic Resonance (EPR) spectrum was obtained between 26 and 64 MHz for the C6F13I with BDPA and C6F6 with GV. The saturation experiments were applied to the samples only at 45.0 MHz –near to the maximum of the EPR spectrums- in four different temperatures. The saturations were achieved between 53 and 90 per cent. For each sample, the Po was measured four times and Pz values were obtained at least in six different ESR power in order to saturate ESR spin polarization. The resulting Overhauser enhancement factor of the nuclear polarization, A∞, has maximum values varying between 700 for pure scalar interactions and -350 for pure dipolar interactions. The values of 1 A− ∞ were determined by the extrapolated values of [(Pz-Po)/Po]-1 for the infinite ESR power. The A∞ has very wide range varying from -200.4 for Octafluorobenzene with GV to 39.4 for Hexafluorobenzene with BDPA. In this investigation, it has been observed neither pure scalar nor pure dipolar interactions between the unpaired electrons of free radical molecules and fluorine nuclei of solvent molecules. The results have been compared with ones from literature.