Experimentelle und theoretische Untersuchung der Flüssigkeitsstruktur verzweigter Alkohole

Abstract

In dieser Arbeit wird die Struktur der Alkohole 2,2-Dimethyl-3-ethyl-3-pentanol und3-Ethyl-3-pentanol in flüssiger Phase untersucht. Die spektroskopischen Sonden (OHStreckschwingungund 1H-chemische Verschiebung) zeigen charakteristische Änderungenmit Zustandekommen von Wasserstoffbrückenbindungen. Man erhält sie zum einen durchexperimentelle Messung, zum anderen durch quantenmechanische Berechnungen. Aus letzterenlassen sich mittels der statistischen Thermodynamik auch Aussagen über die Wahrscheinlichkeitbestimmter Strukturelemente treffen.Die experimentellen IR-Banden sind nur unzureichend aufgelöst. In der Arbeit wird einVerfahren entwickelt, die Temperaturabhängigkeit der Banden auszunutzen und so dieSpektren zerlegen zu können.Für 2,2-Dimethyl-3-ethyl-3-pentanol ergibt sich eine Zusammensetzung der reinen Flüssigkeitaus monomeren und dimeren Strukturen, wobei mit steigender Temperatur die Dimeredurch Monomere ersetzt werden. In Fall des 3-Ethyl-3-pentanol tauchen zusätzlichringförmige Trimere und ebenfalls zyklische Tetramere auf.

In this work the structure of liquid 2,2-dimethyl-3-ethyl-3-pentanol and 3-ethyl-3-pentanolis investigated. The spectroscopic properties (OH stretching vibration, 1H chemical shift)show characteristic changes with appearing hydrogen bonds. One can measure these propertiesas well as calculate them using quantum mechanical methods. Based on the laterthe use of statistical thermodynamics allows to predict the probability of specific structures.The experimental IR-bands are poorly resolved. In this work an algorithm is developedto use the temperature dependence of these bands for decomposition.In the case of 2,2-dimethyl-3-ethyl-3-pentanol monomers and dimers are found in theneat liquid. The dimers are replaced by monomers with increasing temperature. Liquid3-ethyl-3-pentanol consists of additional cyclic trimers and tetramers.