Single-crystal ESR studies of a nitroxide radical

Summary ESR spectra are reported for a stable nitroxide radical 4-hydroxy-2, 2, 6, 6-tetramethyl-piperidine-1-oxyl (TANOL) introduced as impurity in a matrix of known structure, 4-hydroxy-2, 2, 6, 6-tetramethylpiperidine atX- andQ-band. The use of the perdeuterated nitroxide showed a considerable improvement in ESR spectra resolution for most orientations in the crystal. The interactions of protons in the neighbourhood of the paramagnetic group N−O were studied and the superhyperfine tensors for the two strongly coupled protons were determined: one of these protons is hydrogen-bonded to the N−O at a distance of 2.09 ?. The principal values of the tensor are −5.2; +5.4; −5.1 G. The second proton is further away from the electron and is certainly not involved in hydrogen bond. The principal values are in this case 2.0, −1.7, −2.7 G. Thea crystal axis is a principal direction for all magnetic tensors for TANOL in this system.

---

Riassunto Si riportano gli spettri ESR per un radicale nitrossido stabile 4-idrossi-2, 2, 6, 6-tetrametil-piperidina-1-ossile (TANOL) introdotto come impurità in una matrice di struttura nota, 4-idrossi-2, 2, 6, 6-tetrametilpiperinadi (1) nelle bandeX eQ. L'uso del nitrossido predeuterato ha mostrato un considerabile miglioramento nella risoluzione degli spettri ESR per moltissime orientazioni nel cristallo. Si studiano le interazioni dei protoni nei pressi del gruppo paramagnetico N−O e si determinano i tensori superiperfini per due protoni con accoppiamento forte: uno di questi protoni è legato con l'idrogeno al N−O ad una distanza di 2.09 ?. I valori principali del tensore sono −5.2; +5.4; e −5.1 G. Il secondo protone è molto spostato dall'elettrone ed è certamente non coinvolto in un legame a idrogeno. I valori principali sono in questo caso 2.0, −1.7, −2.7 G. L'assea del cristallo à una direzione principale per tutti i tensori magnetici per il TANOL in questo sistema.

---

Резюме Приводятся ESR спектры для устойчивого радикала окиси сзота TANOL, введенного, как примесь, в матрицу известной структуры вX- иQ-зону. Использование передейтерированной окиси азота обнаруживает значительное улучшение разрешения в ESR спектрах для большинства ориентаций в кристалле. Исследуется взаимодействие протонов в окрестности параметрической группы N−O. Определяются сверхтонкие тензоры для двух сильно связанных протонов: один из этих протонов представляет водород, связанный с N−O на расстоянии 2.09 ?. Главные значения этого тензора представляют −5.2, +5.4, −5.1 гаусс. Второй протон находится довольно далеко от электрона и не включается в водородную связь. В этом случае главные значения тензора равны 2.0, −1.7, −2.7 гаусс. Кристаллическая осьa представляет главное направление для всех магнитных тензоров для TANOL в этой системе.