NMR in a liquid crystal solvent: study of the chirality of borocryptates

¹ RMN et Chimie du Solide, UMR 50 du CNRS, Université Louis Pasteur, 4 rue Blaise Pascal, 67070 Strasbourg cedex, France
² Laboratoire de Chimie de Coordination Organique, URA 422 du CNRS, Université Louis Pasteur, 4 rue Blaise Pascal, 67070 Strasbourg cedex, France

Abstract

Borocryptates of caesium and ammonium ions dissolved in a nematic liquid crystal were studied by NMR of quadrupolar nuclei ¹¹B, ¹⁰B and ¹³³Cs or ¹⁴N. Borocryptates are chiral molecules. We studied the racemic mixtures of enantiomers obtained by synthesis. In the particular solvent we used, the signal of a quadrupolar nucleus appears as a multiplet which quadrupolar splitting depends on which enantiomer the observed site belongs to. Because a different NMR signature is obtained for each enantiomer in these conditions, the chirality of the compounds can be investigated on several molecular sites: here the borate site of the ligand and the site of the complexed cations. The peristatic chirality of the receptor cavity has been evidenced by observing the entrapped cation.

Résumé

Des borocryptates de césium et d'ammonium dissous dans un cristal liquide nématique ont été étudiés par RMN, en observant les noyaux quadrupolaires ¹¹B, ¹⁰B et ¹³³Cs ou ¹⁴N. Les borocryptates sont des molécules chirales et les solutions préparées contenaient le mélange racémique obtenu par synthèse. Dans le solvant choisi, le signal d'un noyau quadrupolaire apparaît sous forme d'un multiplet dont l'éclatement quadrupolaire diffère suivant que le site observé appartient à l'un ou l'autre des énantiomères. On provoque ainsi une signature RMN distincte pour chaque émantiomère, ce qui permet de sonder la chiralité des composés sur plusieurs sites moléculaires : ici le site borate du ligand et le site des cations complexés. La chiralité péristatique de la cavité du cryptand a pu être mise en évidence par l'observation RMN du cation piégé.