Date post: | 21-Feb-2015 |
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1
Tema N° 8 Espectroscopía y estructura molecular
Química Orgánica I
Dr. Gustavo F. Silbestri
c c
1
E = h. (h es la constante de Plack)
Las energías en el rango ultravioleta-visible excitan los electrones a niveles de energía superiores dentro de las moléculas
Las energías infrarrojas provocan las vibraciones moleculares
Las energías de microondas provocan las rotaciones
Las frecuencias de onda de radio provocan transiciones en el espín nuclear, que son las que se observan en la
espectroscopia de Resonancia Magnética Nuclear (RMN)
Espectro ElectromagnéticoEspectroscopía y Estructura
3
C
H
H
H
C O C
H
H
H
O
3 H 3 H
una señal una señal
1.95 ppm 3.85 ppm
singulete singulete
C H
H
HHH
H
H H
5 H 3 H
una señal una señal
7.1 ppm 2.3 ppm
singulete singulete
Espectroscopía de Resonancia Magnética Nuclear 1H-RMN
4
C
H
H
H
O C
H
H
C
H
H
O C
H
H
H
3 H
una señal
3.50 ppm
3 H
una señal
3.50 ppm
una señal
3.22 ppm
4 H
singulete singulete singulete
C
H
C
H
C C C
H
H
H
O H
H
H
H
H
3 H
una señal
1.20 ppm
3 H
una señal
1.20 ppm
una señal
2.50 ppm
tripletecuartetotriplete
4H
Espectroscopía de Resonancia Magnética Nuclear 1H-RMN
5
C
H
H
H
C O C
H
H
C
O
3 H
una señal una señal
1.97 ppm 4.1 ppm
H
H
H
3 H
una señal
1.2 ppm
singulete cuarteto doblete
2 H
Espectroscopía de Resonancia Magnética Nuclear 1H-RMN
6
CC
HH
HH
H
OH
H
H
3 H 1 Huna señalsingulete2.2 ppm
una señaldoblete7.3 ppm
una señaldoblete7.8 ppm
7.55 ppm
(centrada)
una señalsingulete10 ppm
2 H 2 H
Espectroscopía de Resonancia Magnética Nuclear 1H-RMN
7
Características del espectro
Espectroscopía de Resonancia Magnética Nuclear 1H-RMN
Número
Posición
Áreas relativas
Desdoblamiento
Los desplazamientos químicos (d, ppm), indican el entorno químico
Tipos de protones no equivalentes
La integración, indican el número relativo de protones
Indican cuantos protones no equivalentes se encuentran a 2 o 3 enlaces
SEÑALES EN 1H-RMN
8
Espectroscopía de Resonancia Magnética Nuclear 1H-RMN
Ejercicio
Asignar cada estructura molecular con su correspondiente espectro de 1H-RMN
9
Espectroscopía de Resonancia Magnética Nuclear 1H-RMN
10
Espectroscopía de Resonancia Magnética Nuclear 1H-RMN
11
1710 cm-11710 cm-1
2710, 2810 cm-1
La espectroscopia infrarroja se emplea fundamentalmente en Química Orgánica como método
para la asignación funcional
Espectroscopía Infrarroja (IR)
12
Regiones del IR y modos fundamentales de vibración
La porción del espectro infrarrojo más utilizada (en Qca. Orgánica) es la comprendida entre 2,5 y 25. 10-6 m o su
equivalente en números de onda desde 4000 hasta 400 cm-1. Los fotones que transporta la radiación infrarroja pueden
provocar vibraciones de los enlaces covalentes de las moléculas orgánicas. La energía necesaria para provocar una
transición vibracional depende del tipo de átomos y del tipo de enlace que los mantiene unidos.
Espectroscopía Infrarroja Fundamentos
c1 k
1/2
= frecuencia de la vibración (en cm-1)
c = velocidad de la luz (cm/seg)
k = constante de fuerza del enlace (dinas/cm)
= masa reducida de los átomos que forman el enlace que vibra
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Espectroscopía Infrarroja Adsorciones características
Alcanos
(hexano)
Alquenos
(2-metil-1-penteno)
Tensión C-H
(alcanos)
Tensión C-H
(alcanos)
Tensión C-H
(alquenos)
Tensión C=C
14
Espectroscopía Infrarroja Adsorciones características
Alquinos
(1-pentino)
Alcohol
(1-hexanol)
Tensión C-H
Tensión CC
Tensión C-H
(alcanos)
Tensión C-H
(alcanos)
Tensión -O-H
Tensión C-O
15
Espectroscopía Infrarroja Adsorciones características
Aldehido
(pentanal)
Cetona
(2-pentanona)
Tensión C=O
Tensión C-H
(aldehído)
Tensión C-H
(alcanos)
Tensión C=O
Tensión C-H
(alcanos)
16
Espectroscopía Infrarroja Adsorciones características
Ácido
(ác. pentanoíco)
Tensión -O-H
Tensión C=O
17
Espectroscopía Infrarroja Adsorciones características
Nitrilo
(acetonitrilo, CH3CN)
Amina
(pentilamina)
Tensión CN
Tensión C-H
(alcanos)
Tensión N-H
(aminas 1°)
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Espectroscopía Infrarroja Adsorciones características
Aromáticos
monosustituido
Disustituido (orto)
deformación =C-H
fuera del plano
(una banda)
deformación =C-H
fuera del plano
(dos bandas)
19
Espectroscopía Infrarroja Adsorciones características
Aromáticos
Disustituido (meta)
Disustituido (para)
deformación =C-H
fuera del plano
(una banda)
deformación =C-H
fuera del plano
(dos bandas)
20
Espectroscopía Infrarroja Adsorciones características
Aromáticos
trisustituido (1,3,5)
deformación =C-H
fuera del plano
(dos bandas)
21
Espectroscopía Infrarroja Aplicación práctica
A
B
1)BrMgCH2CH(CH3)2 / Eter seco
C
D
2) H2O
KMnO4
Zn(Hg) / HCl
FM= C6H14
A
B
22
Espectroscopía Infrarroja
C
D
Aplicación práctica
B
C
D
KMnO4
Zn(Hg) / HCl
FM= C6H14