Microsolvatación de tienilmetilamina y furfurilmetilamina mediante espectroscopía de rotación en chorro supersónico

Abstract

En este TFM se ha realizado un estudio estructural de las moléculas de tienilmetilamina (C5H7NS), furfurilamina (C5H7NO) y sus monohidratos tienilmetilamina···agua y furfurilamina···agua, utilizando una combinación de espectroscopía de rotación en la región de microondas y métodos computacionales. Los métodos computacionales han incluido cálculos con teoría del funcional de la densidad (B3LYP-D3(BJ)) y ab initio (MP2). Los cálculos teóricos han tenido como objetivo determinar el número de conformaciones moleculares, su estabilidad energética y sus propiedades estructurales. Los estudios experimentales se han realizado preparando las muestras gaseosas en forma de chorro supersónico, registrando los espectros en la región de 2-8 GHz. Los espectros de rotación han permitido determinar dos conformaciones diferentes para la tienilmetilamina y su monohidrato y una conformación para la furfurilamina y su monohidrato. Los monómeros adoptan en todos los casos una conformación gauche del grupo amino. En la tienilmetilamina los dos confórmeros difieren en la orientación del grupo amino. Los dímeros con agua mantienen la conformación del monómero y están estabilizados en todos los casos por un enlace de hidrógeno O-H···N, en el que la molécula de agua actua como donor protónico. Se han determinado las constantes de rotación, distorsión centrífuga y acoplamiento de cuadrupolo nuclear, que se han comparado con los valores predichos teóricamente.

In this Master thesis we have done a structural study of the molecules of thienylmethylamine (C5H7NS), furfurilamine (C5H7NO) and their hidrates thienylmethylamine···water and furfurilamine···water, using a combination of rotational Spectroscopy in the microwave región and computational methods. The computational methods include density functional theory (B3LYP-D3(BJ)) and ab initio (MP2). The theoretical calculations determined the number of molecular conformations, their relative stability and the structural properties. The experimental studies were done expanding the gas sample as a supersonic jet, registering the spectra in the region 2-8 GHz. The rotational spectra have found two different conformational for thienylmethylamine and its monohydrate and one conformation for furfurilamine and its monohydrate. The monomers adopt in all cases a gauche conformation of the amino group. In thienylmethylamine the two conformers differ in the orientation of the amino group. The dimers with water keep the conformation of the monomer and are stabilized in all cases by a O-H···N hydrogen bond, with the wáter molecule acting as proton donor. We have determined the rotational constants, centrifugal distorsion and nuclear quadrupole coupling parameters, wich are compared with those predicted computationally.