A study of the properties of unsymmetrically substituted 4,5-dialkoxy-2-nitroanilines by spectroscopic and theoretical methods.

Celem pracy była synteza i zbadanie własności dwóch niesymetrycznie podstawionych izomerów konstytucyjnych 4,5 – dialkoksy – 2 – nitroanilin. Wybrano związki podstawione grupą etoksylową oraz grupą izobutoksylową. Następnie wykonano szereg pomiarów spektroskopowych w celu określenia własności fizykochemicznych badanych układów. Związki przebadano doświadczalnie, stosując techniki takie jak: rentgenografia strukturalna, dyfraktometria proszkowa, spektroskopia magnetycznego rezonansu jądrowego, spektroskopia w zakresie środkowej podczerwieni oraz spektroskopia UV-Vis. Do wyjaśnienia i opisania otrzymanych wyników doświadczalnych wykorzystano teoretyczne metody kwantowo-mechaniczne „statyczne” (metoda pola samouzgodnionego) i „dynamiczne” (kwantowa dynamika molekularna). Zarejestrowane dla obydwóch związków dyfraktogramy oraz ich widma 1H NMR pozwoliły stwierdzić, że struktura otrzymanych związków jest zgodna z danymi literaturowymi. Wykorzystując metodę teorii funkcjonałów gęstości zależnych od czasu obliczono energie kolejnych stanów singletowych i przypisano odpowiednie przejścia do pasm obserwowanych w widmie UV. Dynamika molekularna pozwoliła obliczyć zmienne w czasie geometrie cząsteczek obydwu związków w fazie krystalicznej i porównać je z danymi literaturowymi. Obliczone z trajektorii momentów dipolowych teoretyczne widma IR związków porównano z widmami doświadczalnymi, co pozwoliło na interpretację odpowiednich pasm.

The aim of this study was to synthesise and investigate the properties of two asymmetrically substituted constitutional isomers of 4,5-dialkoxy-2-nitroanilines. The compounds substituted with an ethoxy group and an isobutoxy group were chosen. A series of spectroscopic measurements were then carried out to determine the physicochemical properties of the systems studied. The compounds were tested experimentally using techniques such as structural X-ray, powder diffractometry, nuclear magnetic resonance spectroscopy, mid-infrared spectroscopy and UV-Vis spectroscopy. Theoretical quantum mechanical 'static' (self-consistent field method) and 'dynamic' (quantum molecular dynamics) methods were used to explain and describe the experimental results received. The diffractograms recorded for both compounds and their 1H NMR spectra allowed to conclude that the structure of the obtained compounds is in agreement with literature data. Using the method of time-dependent density functional theory, the energies of successive singlet states were calculated and the corresponding transitions were assigned to the bands observed in the UV spectrum. Molecular dynamics allowed the time-varying geometries of the molecules of both compounds in the crystalline phase to be calculated and compared with literature data. The theoretical IR spectra of the compounds, calculated from the trajectories of the dipole moments, were compared with the experimental spectra, allowing the interpretation of the corresponding bands.