F. Zusammenfassung

Verschiedene cyclische Moleküle mit kreuzkonjugierten Bindungssystemen wurden mittels theoretischer Rechnungen untersucht. Bei den betrachteten Molekü- len handelte es sich um 2,4-Cyclopentadienon, Fulven, 2,5-Cyclohexadienon, 1-Methylen-2,5-cyclohexadien, 4,4-Dimethyl-2,5-cylohexadienon und 4,4-Dimethyl-1-methylen-2,5-cyclohexadien. Für jedes dieser sechs Moleküle wurde mit den drei semi-empirischen Methoden MINDO/3, MNDO und AM1 sowie mit einem ab-initio-Verfahren mit den zwei Basissätzen STO-3G und RHF/6-31G* sowohl die molekulare Struktur - und daraus die Hauptträgheitsmomente und Rotationskonstanten -, als auch das Dipolmoment berechnet.

Soweit dies möglich war, wurden die theoretischen Ergebnisse mit experimentellen Daten verglichen, die entweder schon bekannt oder im Laufe dieser Arbeit bestimmt worden waren. Dieser Vergleich zeigte, daß insbesondere die AM1- und die RHF/6-31G*-Methoden recht verläßliche Ergebnisse liefern. Dies gilt sowohl für die Struktur einzelner Gruppen im Molekül als auch für die aus der Gesamtstruktur berechneten Rotationskonstanten.

Auf die Frage nach der Planarität der kreuzkonjugierten Ringsysteme, welche dieser Arbeit zugrunde lag, wurde mit allen verwendeten Methoden dieselbe Antwort erhalten: alle Rechnungen lieferten planare Ringsysteme mit C2v-Symmetrie.

Zwei Vertreter der 2,5-Cyclohexadienyliden-Verbindungen, nämlich 4,4-Dimethyl-2,5-cyclohexadienon (DMCHDO) und 1-Methylen-2,5-cyclohexadien (MCHD), wurden synthetisiert und zum ersten Mal mikrowellenspektroskopisch untersucht. Dabei konnten für beide Moleküle alle drei Rotationskonstanten sowie alle fünf quartischen Zentrifugalverzerrungskonstanten bestimmt werden. Im Spektrum des DMCHDO konnten außerdem Übergänge eines angeregten Schwingungszustandes (n36) identifiziert werden. Aus der Anpassung dieser Übergänge wurden wiederum drei Rotationskonstanten erhalten, welche die Berechnung der drei zugehörigen Rotations-Schwingungs-Wechselwirkungskonstanten erlaubten. Eine Aufspaltung der Rotationsübergänge des DMCHDO durch innere Rotation konnte nicht beobachtet werden. Für beide Moleküle wurden über die Aufspaltungen der Rotationsübergänge im statischen elektrischen Feld die Dipolmomente mit hoher Präzision bestimmt.

Durch die Präparation und mikrowellenspektroskopische Untersuchung eines 4-monodeutero-substituierten MCHD gelang die Bestimmung der (rs-)Koordinaten der beiden Wasserstoffatome, welche an das Kohlenstoffatom C4 gebunden sind. Dadurch war es möglich, den Beitrag dieser Atome zum Planarmoment und daraus einen Pseudoträgheitsdefekt berechnen. Auf diese Weise konnte unzweifelhaft gezeigt werden, daß MCHD einen planaren Ring besitzt. Für DMCHDO war eine solche Bestimmung allein auf der Grundlage experimenteller Daten nicht möglich, jedoch konnte hier durch die Verwendung der theoretisch berechneten Methyl-Geometrie ebenfalls ein Pseudoträgheitsdefekt berechnet werden. Auch dieser Wert deutet ohne Zweifel auf eine planare Ringstruktur hin.

Die Ergebnisse dieser Arbeit zeigen eindeutig, daß das 2,5-CyclohexadienylidenSystem eben gebaut ist. Auch eine zweifache Substitution durch Methylgruppen in Position 4 bewirkt keine Faltung des Ringes. Die Interpretation der Elektronenbeugungsdaten für 4,4-Dimethyl-1-methylen-2,5-cyclohexadien in [10] ist also offensichtlich unrichtig.


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