ESPECTROSCOPIA IR, Apuntes de Química

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ESP

EC

María Guerrero Llobregat

En este trabajo trataremos de obtener el compuesto

GRADO DE INSATURACIÓN : G.I = (10 +1) – (12/2) = 5 instauraciones

EM:

La espectrometría de masas se fundamenta en la separación de partículas moleculares o

atómicas por su diferente masa.

OBTENCIÓN Y ANÁLISIS DE UN ESPECTROGRAMA DE MASAS.

Como consecuencia del bombardeo electrónico en la cámara de ionización, las

moléculas se rompen en una serie de fragmentos, siempre que una misma molécula se

rompa en las mismas condiciones nos dará el mismo tipo y número de fragmentos y

constituyen la fragmentación patrón.

Gracias a esto se pueden determinar que es la muestra por comparación y por otra parte,

la intensidad relativa de los distintos picos, permite deducir la proporción en que cada

componente se encuentra en la muestra.

El pico del espectrograma que aparece con valor más elevado de m/e corresponde a la

molécula ionizada sin fragmentar y recibe el nombre de masa patrón. Esta masa patrón

nos permite determinar con rapidez y precisión la masa molecular, siempre que se opere

con una tensión de ionización no excesivamente elevada, la cual produciría la

fragmentación total de la molécula.

El pico mayor del espectrograma de masa se llama pico base. Normalmente la altura de

este pico se toma como valor cien. Las intensidades de los demás picos se expresan en

porcentajes de la intensidad del pico base.

Determinación del peso molecular de todas las sustancias que pueden volatilizarse por

la posición del pico correspondiente a la masa patrón. La masa molecular de nuestro

compuesto (C10H1202) es de: 164 g/mol

ESPECTROSCOPIA DE IR

1 H-RMN:

En esta técnica espectroscópica el requisito fundamental es que la estructura molecular que se pretenda elucidar presente un momento magnético de spin (núcleo del átomo) distinto de 0, ya que este es el que se ve alterado por la influencia de un campo magnético controlado generado por una fuente externa (campo de radiofrecuencia generado por el imán del equipo). Dos modalidades de RMN comúnmente empleadas en la elucidación estructural de moléculas orgánicas son:

(^1) H-RMN:

La RMN de hidrógeno, permite obtener un espectro en donde las señales muestran la ubicación (desplazamiento químico) y disposición de los hidrógenos (específicamente isótopos 1 H cuyo spin es ½) en la molécula analizada. Esto se da en función de la protección o desprotección electrónica que generan los átomos a los cuales estén directamente enlazados o los átomos adyacentes, permitiendo conocer los ambientes químicos en los que se encuentran los diferentes protones que componen la molécula (los electrones son partículas cargadas que giran y producen un campo magnético secundario que se opone al campo aplicado). Comúnmente se habla de que un espectro de RMN está compuesto de dos regiones: Campo alto (región hacía la derecha del espectro) donde se ubican las señales de los H con mayor protección electrónica (H en metilos, metilenos, etc) y Campo bajo (región a la izquierda del espectro) donde se ubican las señales de los H con mayor desprotección electrónica (aromáticos principalmente). Otro tipo de información que brindan estos espectros, es que las señales pueden verse divididas en función de los hidrógenos vecinos, a lo cual se le denomina acoplamiento. Adicionalmente, el espectro indica la integración, que es la intensidad relativa de cada señal, proporcional al número de protones que la componen.

Por tanto en el campo bajo de la representación grafica obtenemos un pico correspondiente a 5H los cuales hacen referencia a la posibilidad de que estos hidrógenos formen parte de un anillo aromático, en este caso estos 5 hidrógenos estarán apantallados por 6 carbonos por tanto nuestro grupo funcional será un benceno. En el campo alto de la representación grafica obtenemos 3 picos correspondientes a grupos metilo, metilenos… tenemos más cercanos al campo bajo un triplete (2H), y más cercanos al campo alto un multiplete (2H) y otro triplete (3H). El más cercano a la zona de campo bajo será un –CH2- que estará situado al lado del oxigeno perteneciente a

nuestro grupo funcional ester. A continuación tendremos nuestro multiplete, sus hidrógenos van a estar apantallados por el –CH2- que esta junto al oxigeno del grupo ester y por un metil al otro lado. Por último, y el más cercano al campo alto tendremos un multiplete que nos dará la información del grupo metilo terminal.

Por tanto la molécula estará formada por un benceno, unido a un carbono que estará formando el grupo ester, al oxigeno estará unido un propil.

Nos ha dado la información del esqueleto carbonado de nuestro compuesto.

13C-RMN:

En este caso, el principio es el mismo que para 1 H-RMN y por lo tanto la información que brindan es muy similar. Las principales diferencias, al compararlo con el espectro de RMN de protón, radican en: Los espectros de 13 C son más sencillos, ya que, dependiendo del número de carbonos no equivalentes, las señales aparecen como singletes. En el espectro de 13 C no se observan acoplamientos 13 C- 13 C debido a su baja abundancia natural. La escala de los desplazamientos químicos en 13 C es mayor, yendo desde 0 hasta un poco más de 200 ppm (en 1 H-RMN va desde 0 hasta 14 ppm). La integración de las señales en el espectro de 13 C no es posible, fenómeno que si ocurre en los espectros de hidrógeno.

Como ventaja fundamental se tiene que el espectro de carbono 13 proporciona información directa acerca los átomos de carbono que componen la molécula, lo que en 1 H-RMN se obtendría de forma indirecta. Además, el espectro de 13 C brinda información acerca de carbonilos y de átomos de carbono cuaternarios.

El CH3, en protón se ve un triplete porque acopla con los dos protones del CH 2 más próximo a él. Luego, la siguiente señal que se ve es un multiplete que corresponde a ese CH 2 ya que acopla con los tres H del CH 3 y los dos H del CH (^) 2.

A continuación, tenemos otro triplete del CH 2 unido directamente al Oxigeno que

acopla con los dos H del CH 2 al que esta unido y sale al campo más bajo porque está más desapantallado debido al Oxigeno. En el protón vemos acoplamientos pero en el Carbono no, se hace el RMN desacoplado y se identifican los Carbonos según la región en la que están, dependiendo de si están más o menos apantallados.

Es muy común que el Carbono del Carbonilo salga a 170 (o próximo). Luego viene la zona donde salen los Carbonos Aromaticos y después, sobre los 50-20, los Carbonos Alifaticos CH 3 y CH2.