Synthèse et réactions d'échange de ligands d'un cluster tri-tungstène avec des applications en imagerie biomédicale

Dans cette expérience, les étudiants sont exposés aux concepts de synthèse inorganique et à diverses spectroscopies appliquées à un cluster tri-tungstène avec des applications en imagerie biomédicale. Le cluster tungstène-acétate, NaW3(μ-O)2(CH3COO)9, 1, a été synthétisé et caractérisé par 1H-NMR, UV-vis, FT-IR et spectroscopie Raman. La 1H-NMR montre trois déplacements chimiques caractéristiques des groupes acétate de liaison (δ 2,30 ppm), terminal (δ 2,15 ppm) et libre (δ 2,07 ppm) dans le méthanol-d4. Le spectre UV-vis montre deux pics d'absorption distincts à 376 et 455 nm, et les spectres IR et Raman présentent un certain nombre de pics coïncidents qui vérifient la symétrie non centrosymétrique D3h ou C3h de la structure. À partir d'une expérience de 1H-NMR dans laquelle 1 est chauffé dans de l'acide acétique-d3 pur, les étudiants sont en mesure de suivre l'échange séquentiel des groupes acétate terminaux suivi des groupes acétate de liaison avec de l'acétate déutéré. En extrapolant à partir de cette expérience, les étudiants sont en mesure d'adapter la réaction d'échange de ligands et de remplacer les groupes acétate par des acrylates pour former un nouveau cluster d'acrylate de tungstène fonctionnalisé 2. La spectroscopie UV-vis montre la conversion de 1 en 2 avec un décalage rouge distinct du pic d'absorption de 455 nm à 470 nm et la disparition du pic à 376 nm. Les laboratoires d'enseignement de premier cycle et de cycle supérieur peuvent facilement adapter cette expérience dans leur curriculum, permettant aux étudiants d'acquérir une expérience plus approfondie avec les aspects synthétiques et analytiques de la chimie inorganique.