1. UNIVERSITATEA TEHNICĂ GHEORGHE ASACHI DIN IAŞI
FACULTATEA DE INGINERIE CHIMICĂ ŞI PROTECŢIA
MEDIULUI
Domeniul: Inginerie chimică
Specializarea: Materiale macromoleculare înalt performante, master
Metode de caracterizare si testare a materialelor
MODUL I
METODE DE DETERMINARE A STRUCTURII COMPUŞILOR ORGANICI
2 C, 2 S / 7 săptămâni, 2.5 k
TITULAR DISCIPLINĂ: PROFESOR DAN SCUTARU
2. METODE DE DETERMINARE A STRUCTURII
COMPUŞILOR ORGANICI
Tehnicile moderne de determinare a structurii
compuşilor organici includ:
Spectrometria de masă:
masa şi formula moleculară
Spectroscopia de rezonanţă magnetică nucleară:
structura moleculară
Spectroscopia în Infraroşu:
natura grupărilor funcţionale din moleculă
Spectroscopia în UV-VIS:
prezenţa sistemelor conjugate în molecule
9. SPECTRUL ELECTROMAGNETICSPECTRUL ELECTROMAGNETIC
joasăînaltă Frecven aţ (ν)
Energie
RAZE-X ULTRAVIOLET INFRAROŞU MICRO-
UNDE
RADIO FRECVENŢA
Ultraviolet Vizibil
Infraroşu
vibraţional
Rezonanţa
Magnetică
nucleară
200 nm 400 nm 800 nm
2.5 µm 15 µm 1 m 5 m
scurtă lungăLungime de undă (λ)
înaltă joasă
Albastru Roşu
10. Raze-X
UV/Vizibil
Infraro uş
Microunde
Frecven e Radioţ
Rupere-leg turiă
Electronice
Vibraţionale
Rotaţionale
Rota ie nuclear (RMN)ţ ă
i electronic (RES)ş ă
REGIUNE Tranzi ii energeticeţ
TTipuri deipuri de energii de tranzi iiţenergii de tranzi iiţ în fiecare regiuneîn fiecare regiune
a spectrului electromagnetica spectrului electromagnetic
(NMR)
11. Spectrofotometru IR SimplificatSpectrofotometru IR Simplificat
Detectare
Sursa IR
Determin frecven eleă ţ
de absorb ie în Ir iţ ş redă
Spectrul IR
Proba
Prisme
NaCl
“Picuri” de
absorb ieţ
Spectru
IR
frecven aţ
Intensitatea
absor ieiţ
(descre teş )
oglindă
12. 4-Metil-2-pentanonă
C-H < 3000, C=O - 1715 cm-1
CETONĂ
100
80
60
40
20
0
CH3
CH CH2
C CH3
OCH3
3500 3000 2500 2000 1500 1000 500
100
80
60
40
20
0
LUNGIME DE UNDĂ (cm-1)
%
T
R
A
N
S
M
I
T
A
N
Ţ
A
EXEMPLU DE SPECTRU IR
13. ( )
ν = numere de undă (cm-1
)
ν=
1
λ(cm)
λ = lungime de undă (cm)
UNIT I UTILIZATE PE UN SPECTRU IRĂŢUNIT I UTILIZATE PE UN SPECTRU IRĂŢ
ν = frecven aţ = νc
c = viteza luminii
c = 3 x 1010
cm/sec
Numerele de und sunt direct propor ionale cu frecven aă ţ ţ
=ν=
or
c
λ
1 cm/sec
cm
=
sec
1
λ
c
14. REPREZENTARE SPECTRE IRREPREZENTARE SPECTRE IR
4000 3500 3000 2500 2000 1500 1000 500
Wavenumber (cm-1)
0.5
1.0
1.5
2.0
2.5
Absorbance
428
440
446
1172
1200
1238
1508
1606
1714
2872
2930
2962
3340
4000 3500 3000 2500 2000 1500 1000 500
Wavenumber (cm-1)
0
5
10
15
20
25
30
35
40
%Transmittance
3340
2962
2930
2872
1714
1606
1508
1238
1200
11721124
446
440
428
Abcisele spectrelor IR
sunt gradate în valori ale
lungimii de und , exprimate înă λ
microni ( ) sau numere de undμ ă
( ), exprimate în cmν -1
.
Pe ordonata spectrului
este notat de obicei transmisiaă
procentual (T%), mai rară
absorb ia procentual (A%).ţ ă
A + T = 100 %
15. REPREZENTARE SPECTRU IRREPREZENTARE SPECTRU IR
Intensitate benzi IR
•s= puternice (T% slab )ă
•m= medii
•w= slabe (T% intens )ă
•vs= foarte puternice
•vw= foarte slabe
16. Dou tipuri majoreă :
ÎNTINDERE
DEFORMARE
C C
C
C
C
Vibra ii moleculareţVibra ii moleculareţ
Ambele tipuri sunt excitate de radia ii IRţ
17.
18. Regiuni tipice de absorb ie în IRţRegiuni tipice de absorb ie în IRţ
((vibra ii de întindereţvibra ii de întindereţ ))
2.5 4 5 5.5 6.1 6.5 15.4
4000 2500 2000 1800 1650 1550 650
FRECVEN AŢ (cm-1
)
LUNGIME DE UNDĂ (µm)
O-H C-H
N-H
C=O C=N
Benzi
foarte
pu ineţ
C=C
C-Cl
C-O
C-N
C-CX=C=Y
(C,O,N,S)
C N
C C
N=O N=O*
* nitro are
dou benziă
19. MOMENTE DE DIPOLMOMENTE DE DIPOL
Numai leg turile cu dipol moment semnificativă vor absorbi
Radia ie infraro ieţ ş .
Leg turile care nu absorb în IR suntă :
• Alchene i alchine substituite simetricş
C C RR
R
R R
R
• O serie de leg turi de tipă C-C
• Molecule diatomice simetrice
H-H Cl-Cl
21. Regiuni tipice de absorb ie în IRţRegiuni tipice de absorb ie în IRţ
((vibra ii de întindereţvibra ii de întindereţ ))
2.5 4 5 5.5 6.1 6.5 15.4
4000 2500 2000 1800 1650 1550 650
FRECVEN AŢ (cm-1
)
LUNGIME DE UNDĂ (µm)
O-H C-H
N-H
C=O C=N
Benzi
foarte
pu ineţ
C=C
C-Cl
C-O
C-N
C-CX=C=Y
(C,O,N,S)
C N
C C
N=O N=O*
22. Regiuni tipice de absorb ie în IRţRegiuni tipice de absorb ie în IRţ
Zona amprentei
digitale
3500 3000 2500 2000 1500 1000 500
Lungime de und , nmă
23. VALORI DE REFERINŢĂVALORI DE REFERINŢĂ
(+/- 10 cm-1
)
O-H 3600
N-H 3400
C-H 3000
C N 2250
C C 2150
C=O 1715
C=C 1650
C O ~1100 Interval larg
25. Regiuni tipice de absorb ie înţRegiuni tipice de absorb ie înţ
IRIR
C-H
2.5 4 5 5.5 6.1 6.5 15.4
4000 2500 2000 1800 1650 1550 650
FRECVEN AŢ (cm-1
)
LUNGIME DE UNDĂ (µm)
O-H C-H
N-H
C=O C=N
Very
few
bands
C=C
C-Cl
C-O
C-N
C-CX=C=Y
(C,O,N,S)
C N
C C
N=O N=O*
26. •C-H aldehidic, dou picuriă
(de intensitate slabă) ~ 2850 and 2750 cm-1
NESATURAT
SATURAT
•Vibra ieţ C-H sp ~ 3300 cm-1
•Vibra ieţ C-H sp2
> 3000 cm-1
•Vibra ieţ C-H sp3
< 3000 cm-1
Regiuni de vibra ieţ C-H
Valoare de referinţă = 3000 cm-1
27. 3000
-C-H=C-H
31003300
=C-H=
2900 2850 2750
-CH=O
(slab)
Cre te t ria leg turiiş ă ă CH
sp3
-1ssp2
-1ssp-1s
cre te frecven aş ţ (cm-1
)
aldehidă
cre te caracterul s în leg turş ă ă
LEG TURILE MAI PUTERNICEĂ ABSORB LA FRECVEN EŢ
MAI ÎNALTE
Valoare de referin :ţă CH = 3000 cm-1
28. C
H
H
C
H
H
C
H
H
C
H
H
H
H
Întindere simetrică
Întindere asimetrică
~2853 cm-1
~2926 cm-1
VIBRA II DE ÎNTINDERE - GRUPARE METILENICŢ ĂVIBRA II DE ÎNTINDERE - GRUPARE METILENICŢ Ă
Atunci când exist dou sau mai multe leg turi de acela i tip la acela i carbonă ă ă ş ş
central vor exista vibra ii de întindere simetrice i asimetriceţ ş .
in-fază
În afara fazei
Dou leg turiă ă C-H la un singur carbon
(hidrogeni ata a i la acela i carbonş ţ ş )
29. C
H
H
H
C
H
H
H
VIBRA II DE ÎNTINDERE - GRUPARE METILŢVIBRA II DE ÎNTINDERE - GRUPARE METILŢ
Întindere simetrică
Întindere asimetrică
~2872 cm-1
~2962 cm-1
Trei leg turiă C-H pe un singur atom central
(hidrogenii sunt ata a i la acela i carbonş ţ ş )
În fază
În afara fazei
30. HexanHexan
CH3 CH2 CH2 CH2 CH2 CH3
Vibra ii deţ
întindere
CH
ALCAN
include
CH3 sim iş asim
CH2 sim iş asim
Vibra ii de deformareţ CH
32. • Deformare CH2~ 1465 cm-1
• Deformare (asim) CH3 apare la aprox.
aceea i valoarea cuş CH2 ~ 1460 cm-1
• Deformare CH3 (sim) ~ 1375 cm-1
REGIUNI DE DEFORMAREREGIUNI DE DEFORMARE C-HC-H
33. C
H
H
C
H
H
C
H
H
C
H
H
C
HH
C
HH
Forfecare Leg nareă
Rotire R sucireă
Vibra iiţ
de deformare
~1465 cm-1
~720 cm-1
~1250 cm-1
~1250 cm-1
în-plan în afara planului
VIBRA II DE DEFORMARE A GRUP RII METILENICEŢ ĂVIBRA II DE DEFORMARE A GRUP RII METILENICEŢ Ă
34. CH3CH2
1465 1460 1375
asim sim
Vibra ii de deformare a grup rilor metil i metilenţ ă şVibra ii de deformare a grup rilor metil i metilenţ ă ş
se pot suprapune
Deformare C-H, la aprox.
1465 iş 1375 cm-1
C
H
H
H
35. CH3CH2
1465 1460 1375
asym sym
13701380
13701390
C
CH3
CH3
C CH3
CH3
CH3
C CH3
Vibra ii de deformare a grup rilor metil i metilenţ ă şVibra ii de deformare a grup rilor metil i metilenţ ă ş
Dimetil geminal
t-butil
(izopropil)
dou picuriă
dou picuriă
Picul sim metil se
scindează
atunci când exist mai multă
de o grupare CH3 ata atş ă
la un carbon.
Detalii asupra grup riiă simetrice CH3
un pic
41. Regiuni de absorb ie în IRţRegiuni de absorb ie în IRţ
tipicetipice
O-H
2.5 4 5 5.5 6.1 6.5 15.4
4000 2500 2000 1800 1650 1550 650
FRECVEN AŢ (cm-1
)
LUNGIME DE UNDĂ (µm)
O-H C-H
N-H
C=O C=N
Benzi
foarte
pu ineţ
C=C
C-Cl
C-O
C-N
C-CX=C=Y
(C,O,N,S)
C N
C C
N=O N=O*
42. Regiunea de întindere O-H
• O-H 3600 cm-1
(alcool, liber)
• O-H 3300 cm-1
(alcooli & acizi,
leg tur deă ă H, OH asociat)
3600 3300
Leg tur deă ă HLIBER
larg
deplas riă
43. Efectul leg turii de hidrogenă
asupra vibra iei de întindereţ O-H
OH
Liber
OH
Liber
C-H C-H
C-H
Leg tură ă
de H / OH
Leg tur deă ă
H / OH
Lichid pur Solu ie diluatţ ă Solu ie foarte diluatţ ă(a) (b) (c)
4000 3600 3200 2800 4000 3600 3200 2800 4000 3600 3200 2800
1-Butanol
44. O
H
R
O
H
R
R O
H
R
OH
H
R O
R H
O
HIDROXILI LEGA I PRIN LEG TURI DE HŢ ĂHIDROXILI LEGA I PRIN LEG TURI DE HŢ Ă
Multe tipuri de leg turiă
de OH de diferite
lungimi i t rii.ş ă
Conduce la o absorb ieţ
foarte largă .
Leg turile mai lungiă
sunt mai slabe iş
conduc la
Frecven e joaseţ .
Leg turile de hidrogen apar în solu ii concentrateă ţ
( ex. alcool nediluat ).
Solu ieţ “simplă”.
45. HIDROXILIHIDROXILI““LIBERILIBERI””
R O
H
CCl4
CCl4
CCl4
CCl4
CCl4
Leg tur distinctă ă ă
are o lungime i t rieş ă
Bine definite.
Are loc în solu ii diluateţ de alcool într-un solvent “inert” de tipul CCl4.
Moleculele de solvent
înconjur toare nu formează ă
leg turi de hidrogenă .
Hidroxilii “liberi” vibrează f r a interferaă ă cu alt moleculă ă
48. C
O
OH
R
C
O
O H
R
ACID CARBOXACID CARBOXIILIC DIMERLIC DIMER
Leg tura de hidrogen puternic în dimer sl be te leg turaă ă ă ş ă OH
i conduce laş un pic larg la frecven mai joasţă ă.
50. Regiuni de absorb ie în IRţRegiuni de absorb ie în IRţ
specificespecifice
N-H
2.5 4 5 5.5 6.1 6.5 15.4
4000 2500 2000 1800 1650 1550 650
FRECVEN AŢ (cm-1
)
Lungime de undă (µm)
O-H C-H
N-H
C=O C=N
Benzi
foarte
pu ineţ
C=C
C-Cl
C-O
C-N
C-CX=C=Y
(C,O,N,S)
C N
C C
N=O N=O*
51. Regiuni de vibra ie de întindereţ N-H
• Aminele primare dau două picuri
• Aminele secundare dau un pic
• Aminele ter iareţ nu dau nici un pic
N
H
H
N
H
H
simetric asimetric
N-H 3300 - 3400 cm-1
59. Regiuni de absorb ie în IRţRegiuni de absorb ie în IRţ
specificespecifice
C=N
C=C
=
=2.5 4 5 5.5 6.1 6.5 15.4
4000 2500 2000 1800 1650 1550 650
FRECVEN AŢ (cm-1
)
LUNGIME DE UNDĂ (µm)
O-H C-H
N-H
C=O C=N
Benzi
foarte
pu ineţ
C=C
C-Cl
C-O
C-N
C-CX=C=Y
(C,O,N,S)
C N
C C
N=O N=O*
60. Regiune de vibra ie aţ
leg turii tripleă
• C N 2250 cm-1
• C C 2150 cm-1=
==
=
Gruparea cian d adesea un pic puternic, ascu ită ţ
datorită momentului s u de dipol mareă .
Leg tura tripl carbon-carbonă ă d un pic ascu ită ţ , însă
adeseori este slab, datorit lipsei dipoluluiă . Aceasta se
întâmpl în special dac se g se te la mijlocul uneiă ă ă ş
molecule simetrice.
R C C R
65. Regiuni de absorb ie în IRţRegiuni de absorb ie în IRţ
tipicetipice
C=O
2.5 4 5 5.5 6.1 6.5 15.4
4000 2500 2000 1800 1650 1550 650
FRECVEN AŢ (cm-1
)
LUNGIME DE UNDĂ (µm)
O-H C-H
N-H
C=O C=N
Benzi
foarte
pu ineţ
C=C
C-Cl
C-O
C-N
C-CX=C=Y
(C,O,N,S)
C N
C C
N=O N=O*
66. • Domeniul începe de la 1800 la 1650 cm-1
-
MIJLOCUL SPECTRULUI
• Valoarea de referin este laţă 1715 cm-1
(cetonă)
• Benzile sunt foarte puternice !!! datorită
dipolmomentului mare >C=O.
• Gruparea C=O d unul dintre cele maiă
puternice picuri din spectru
Regiuni de vibra ie a grup rii carbonilţ ăRegiuni de vibra ie a grup rii carbonilţ ă
69. 1.225 A 1.231 A 1.235 A 1.248 A
clorură
acidă
ester cetonă amidă
LUNGIMILE LEG TURILORĂLUNGIMILE LEG TURILORĂ >C=O IN>C=O IN COMPU IŞCOMPU IŞ
CARBONILICICARBONILICI
mai scurtă mai lungă
1780 cm-1
1735 cm-1
1715 cm-1
1680 cm-1
71. C
O
R
C
O
X
EFECTELE INDUCTIVE I DE REZONANŞ ŢĂEFECTELE INDUCTIVE I DE REZONANŞ ŢĂ
ASUPRA FRECVEN EI GRUP RII CARBONILŢ ĂASUPRA FRECVEN EI GRUP RII CARBONILŢ Ă
Grup riă donoare de electroni
Grup rile acceptoare de electroniă
R = Me, Et etc.
X = F, Cl, Br, O
A
B
îi cresc frecven a de absorb ieţ ţ
îi scad frecven a de absorb ieţ ţ
Sl besc gruparea carbonilă iş
Înt resc gruparea carbonil iă ş
72. OH
C
O
R
R
D
Leg tura de hidrogenă
EFECTELE INDUCTIVE I DE REZONANŞ ŢĂEFECTELE INDUCTIVE I DE REZONANŞ ŢĂ
ASUPRA FRECVEN EI GRUP RII CARBONILŢ ĂASUPRA FRECVEN EI GRUP RII CARBONILŢ ĂC
O
X
C
O
Y C
O
Y
+
-
Rezonan aţ
Y = N, O, or C=C
C
îi scade frecven a de absorb ieţ ţ
îi scade frecven a de absorb ieţ ţ
lunge te iş ş sl be teă ş
leg turaă C=O iş
sl be te gruparea carbonil iă ş ş
73. 169017101715172517351800
1810 and 1760
BASE
VALUE
clorură
acidă ester aldehidă
acid
carboxilic amidăcetonă
anhidridă
( dou picuriă )
EFECTUL FACTORILOR ASUPRAEFECTUL FACTORILOR ASUPRA C=OC=O
VIBRA II DE ÎNTINDEREŢ
B A C
D
A
B D
CDonoare
Acceptoare
Rezonan aţ
Leg tur Hă ă
CR
O
H
CR
O
O C R
O
CR
O
Cl
CR
O
OR'
CR
O
R
CR
O
NH2
CR
O
OH
Valoare de
referinţă
74. Cetonele se g sesc la frecven e mai joase decâtă ţ Aldehidele
datorit celei de-a doua grup ri alchil donoare de electroniă ă
Clorurile acide se g sesc la frecven e mai înalteă ţ decât cetonele
datorit efectului acceptor de electroni ală halogenului.
Esterii se g sesc la frecven e mai înalte decât cetoneleă ţ datorită
Atomului de oxigen atr g tor de electroniă ă . Acest lucru este mai
Important decât rezonan a cu perechea de electroni de pe oxigen.ţ
Amidele se g sesc la frecven e mai joase decât cetonele datorită ţ ă
rezonan ei implicândţ electronii neparticipan i de la azotţ . Efectul
atr g tor de electroni al azotuluiă ă este mai pu in important decâtţ
rezonan aţ .
REZUMATREZUMAT
Diferen a de electronegativitate aţ O fa deţă N influen eaz în modţ ă
diferit cei doi factori (rezonan aţ / efect acceptor de electroni) în
esteri comparativ cu amidele.
Acizii se g sesc la frecven e mai joase decât cetoneleă ţ datorită
leg turilor de hidrogenă .
76. Fiecare tip de compus carbonilic se g se te în regiuniă ş
diferite în func ie de frecven .ţ ţă
CONFIRMAREA GRUP RII FUNC IONALEĂ ŢCONFIRMAREA GRUP RII FUNC IONALEĂ Ţ
R C
O
H
C=O la 1725 cm-1
?? aldehidă CH
2850 iş 2750 cm-1
R C
O
O H
C=O la 1710 cm-1
?? OH
(leg de H) iş
C-O ~1200 cm-1
R C
O
N H
H
C=O la 1690 cm-1
??dou picuriă NH
la 3400 cm-1
R C
O
O R'
C=O la 1735 cm-1
?? Dou grup riă ă
C-O la 1200 iş
1000 cm-1
Cetonele au C=O la1715 cm-1
iş nu NH, OH, C-O or -CHO
Anhidridele au două picuri C=O la aprox. 1800 cm-1
iş două C-O
83. C
O
OH
R
C
O
O H
R
ACID CARBOXACID CARBOXIILIC DIMERLIC DIMER
Leg tura de hidrogen puternic din dimeră ă scade leg turileă O-H iş
C=O i conduce la picuri largi la frecven e joaseş ţ .
scade
frecven aţ
grup riiă C=O
i aş
grup riiă O-H
86. Regiuni de absorb ie în IRţRegiuni de absorb ie în IRţ
tipicetipice
C-O
2.5 4 5 5.5 6.1 6.5 15.4
4000 2500 2000 1800 1650 1550 650
FRECVEN AŢ (cm-1
)
Lungime de undă (µm)
O-H C-H
N-H
C=O C=N
Benzi
foarte
pu ineţ
C=C
C-Cl
C-O
C-N
C-CX=C=Y
(C,O,N,S)
C N
C C
N=O N=O*
88. Regiune de vibra ie pentruţ C-O
• Banda C-O apare în intervalul de la
1300 la 1000 cm-1
• D benzi de intensitate crescută ă!
• Eterii, alcoolii, esterii iş acizii
carboxilic au benzi C-O
95. Regiuni de absorb ie în IRţRegiuni de absorb ie în IRţ
tipicetipice
N-O
2.5 4 5 5.5 6.1 6.5 15.4
4000 2500 2000 1800 1650 1550 650
FRECVEN AŢ (cm-1
)
LUNGIME DE UNDĂ (µm)
O-H C-H
N-H
C=O C=N
Benzi
foarte
pu ineţ
C=C
C-Cl
C-O
C-N
C-CX=C=Y
(C,O,N,S)
C N
C C
N=O N=O*
96. Regiune de vibra ie pentruţ N=O
• Vibra ii de întindereţ N=O -- 1550 iş 1350
cm-1
asimetrice iş simetrice
• Adesea picul de la 1550 cm-1
este mai
intens decât cel de la 1350 cm-1
98. TiPURI DE SPECTRE
DERIVA I HALOGENA IŢ Ţ
Leg turiă CH în afara planului
Interpretarea spectrelor IR
99. Regiuni de absorb ie în IRţRegiuni de absorb ie în IRţ
tipicetipice
C-Cl
2.5 4 5 5.5 6.1 6.5 15.4
4000 2500 2000 1800 1650 1550 650
FRECVEN AŢ (cm-1
)
LUNGIME DE UNDĂ (µm)
O-H C-H
N-H
C=O C=N
Benzi
foarte
pu ineţ
C=C
C-Cl
C-O
C-N
C-CX=C=Y
(C,O,N,S)
C N
C C
N=O N=O*
100. Regiuni de vibra ie pentruţ C-X
• C-Cl 785 la 540 cm-1
,
este greu de identificat în zona amprentei
digitale!!
• C-Br and C-I
apare în afara intervalului util din IR.
• Leg turileă C-F pot fi u or g siteş ă , dar nu se
întâlnesc foarte des.
101. CCl Cl
Cl
Cl
Adesea utilizat ca solvent pentru spectre IR.
Atunci când este utilizat, spectrul prezint absorb iiă ţ C-Cl
C-Cl
TetraclorTetraclorura deura de CarbonCarbon
106. 10 11 12 13 14 15
1000 900 800 700 cm-1
Monosubstitui iţ
Disubstitui iţ
orto
meta
para
Trisubstitui iţ
1,2,4
1,2,3
1,3,5
BENZENI µ
s s
s
s s
s
s
s
s
m
m
m
m
Benzi combinate
110. C=O prezentă?
2 Picuri C=O
Prezent OH?
Prezent NH ?
Prezent C-O ?
Prezent CHO?
anhidridă
aci
d
amidă
este
r
aldehidă
cetonă
DA
DA
NU
111. C=O prezentă ?
Prezent OH ?
Prezent NH?
Prezent C-O ?
Prezent C≡N ?
Prezent C≡C ?
Prezent C=C ?
alcool
amină
eter
nitril
alchină
alchenă
aromatic
Prezent NO2 ? nitro
Prezent C-X ? deriv hal
(benzen ?)
NU
DA
=
=
112. Prezent C=O?
2 Picuri C=O Prezent OH?
Prezent OH ?
Prezent NH?
Prezent NH?
Prezent C-O?
Prezent C-O?
Prezent CHO?
Prezent C=N?
Prezent C=C?
Prezent C=C?
anhidridă
aci
d
amidă
este
r
aldehidă
cetonă
alcool
amină
eter
nitril
alchină
alchenă
aromatic
Prezent NO2? nitro
Prezent C-X? deriv hal.
(benzen ?)
DA
DA
NU
DA
NU
=
114. Cum se interpreteaz un spectru IRăCum se interpreteaz un spectru IRă
Formula moleculară:
Verifica i prezen ei grup rii carbonilţ ţ ă :
Verifica i prezen aţ ţ O-H, N-H
Verifica i prezen a leg turilor tripleţ ţ ă
Verifica i pentruţ C=C, nuclee benzenice
Calcularea indexului de deficit de hidrogen (N
orice pic de la 1715 cm-1
1)
2)
3)
4)
5)
115. Cum se interpreteaz un spectru IRăCum se interpreteaz un spectru IRă
Verifica i laţ 1550 cm-1
;
Analiza i spectrul pentru a sesiza alteţ
detalii ;
Verifica i regiuneaţ C-H pentru aldehide
i pentru picurile subş 3000 cm-1
CONTINUARE
Verifica i pentruţ C-O
si nitro
(alchene and alchine terminale)
6)
7)
117. acid
ASPECTE MINIME CE TREBUIE TIUTEŞASPECTE MINIME CE TREBUIE TIUTEŞ
OH 3600
NH 3400
CH 3000
C N 2250
C C 2150
C=O 1715
C=C 1650
C-O 1100
3300 3100 2900 2850
2750
3000
1800 1735 1725 1715 1710 1690
=C-H -C-H
-CHO
C-H
cetonăesterclorură
acidă
aldehidă
amidă
anhidridă : 1810 iş 1760
CH2 IŞ CH3 deformare :1465 iş 1365
VALORI TIPICE
Trebuie considerate prezen a leg turilor deţ ă H, conjug riiă iş m rimii cicluluă
benzen C=C : între 1400 iş 1600
CH EXTINS
C=O EXTINS
118. INDEXINDEX DE DEFICIT DE HIDROGENDE DEFICIT DE HIDROGEN
(Nesaturarea Echivalent : NE)ă(Nesaturarea Echivalent : NE)ă
119. CE SE POATE DETERMINA PE BAZACE SE POATE DETERMINA PE BAZA
FORMULFORMULEIEI MOLECULARMOLECULAREE??
NUM RUL DE CICLURI IĂ Ş / SAU
DUBLE LEG TURIĂ .
121. C C
H H
C C
C CC C
H H
HH
CH2
H2C
H2C
CH2
CH2 H
HCH2
CH2
H2C
H2C
CH2
CH2
CH2
-2H
-4H
-2H
FORMAREA CICLURILORFORMAREA CICLURILOR I A LEG TURILOR DUBLEŞ ĂI A LEG TURILOR DUBLEŞ Ă
Formarea fiec rui cicluă sau a leg turii dubleă determin pierderea deă 2H.
122. • Se determin formula pentru un compusă , saturat aciclic
( CnH2n+2 ) cu acela i num r de atomi de carbonş ă
• Se corecteaz formula pentruă heteroatomi, unde este
cazul
• Se determin formula actual a compusuluiă ă
• Diferen a în atomi deţ H împ r ită ţ ă la 2 este
IndexIndex de Deficit de Hidrogende Deficit de Hidrogen
METODA DE CALCUL
Indexul de Deficit de Hidrogen sau Nesaturarea Echivalentă
123. C5H8
C5H12
C5H8
H4 Index = 4/2 = 2
Leg tur dublă ă ă iş
cilcu în acest caz
= ( CnH2n+2 )
Dou nesatur riă ă
124. • O sau S -- nu schimbă H în formula de calcul
• N sau P -- adaug ună H la formula de calcul
• F, Cl, Br, I -- elimină un H din formula de calcul
+0
+1
-1
Index de Deficit de Hidrogen
C-H C-X
C-H C-O-H
C-H C-NH2
+N,+H
-H,+X
+O
COREC IIŢ PENTRU AL I ATOMI DECÂT HIDROGENŢ
125. C4H5N
C4H10
C4H11N
H6 Index = 6/2 = 3
Dou leg turi dubleă ă iş
ciclu în acest exemplu
= ( CnH2n+2 )
N
H
adaugă un H pentru N
C4H5 N
126. Indexul d num rul de:ă ă
Un ciclu i trei leg turiş ă
duble echivalente are
un index de 4
Dacă indexul = 4, sau mai mult,
este vorba de nucleu benzenic
• leg turi dubleă sau
• leg turi tripleă sau
• cicluri într-o moleculă
Benzen
142. Urm toarea problem are un gradă ă
de dificultate mai mare, ce necesită
cunoa terea atât a spectroscopiei IR cât iş ş
a reac iilor chimice organiceţ .
APLICA IE PRACTICŢ ĂAPLICA IE PRACTICŢ Ă
143. Plecând de la compusul necunoscut A, un student a efectuat reac ia de mai josţ .
La sfâr itul fiec rei etape de reac ie el a supus produseleş ă ţ ob inute pentru analizţ ă,
în vederea ob inerii formulei moleculareţ , i pentru a determina spectrul IR.ş
Pute i identifica structura fiec rui compus?ţ ă
C8H6
H2SO4/HgSO4
H2O
A B
C8H8O
C
C8H10O
C9H9N
D
C9H13N
E
Ni / H2
2 atm
Ni / H2
2 atm
TsCl
piridina
NaCN
acetonă
Problema 11
Spectrele sunt redate
În continuare.
