espectro infravermelho, Notas de aula de Química Orgânica

Baixe espectro infravermelho e outras Notas de aula em PDF para Química Orgânica, somente na Docsity! QFL0341 - Estrutura e Propriedades de Compostos Orgânicos - Noturno (2018) 23/08/2018 Introdução a métodos físico- químicos de caracterização de grupos funcionais Espectroscopia vibracional (Infravermelho) Eletronic transitions Bond breaking Nuclear spin transitions Vibrational/rotational excitation EM UV-VIS IV RMN Determinação de grupos funcionais: Análise funcional orgânica Espectrofotometria no Ultravioleta e infravermelho RMN de 'H (indiretamente) e RMN de 'SC (diretamente) Sites de referência para espectros hitps://sdbs.db.aist.go.jp/sdbs/cgli- bin/cre index.cgi Infrared radiation λ = 2.5 to 17 μm n = 1/l = 4000 to 600 cm-1 (unities in wavenumber= número de onda) These frequencies match the frequencies of covalent bond stretching and bending vibrations. Infrared spectroscopy can be used to find out about covalent bonds in molecules. IR is used to tell: 1. what type of bonds are present 2. some structural information C9H8O4 C7H6O3 C8H8O3 m/z 180 m/z 138 m/z 152 Como caracterizar os derivados do ácido salicílico com base nos íons moleculares nos espectros de massas? Como caracterizar os derivados do ácido salicílico com base nos espectros na região do Infravemelho? Ácido salicílico Salicílato de metila Ácido acetil salicílico Espectro no Infravermelho do ácido salicílico OH largo C=O de ácido benzoico quelatato em 1670 cm-1 Principais bandas de absorção no Infravermelho de compostos orgânicos Região de grupos funcionais Região de impressão digital Região de maior frequência (Estiramentos ou deformações axiais) Região de menor frequência (deformações angulares) AAA PA RT SUS otro Pr KO Intensity of Functional group class Band position (em!) absorption Alkanes, alkyl grou) E c-H id a 2850-2960 Medium to strong Alkenes , =C-H 3020-3100 Medium Ca=0 1640-1680 Medium 3300 Strong 2100-2260 Medium Alkyl halides c—cl 600-800 Strong C-Br 500-600 Strong Cc 500 Strong Alcohols o-H 3400-3650 Strong, broad c—-o 1050-1150 Strong Aromatics É “Y-m 3030 Weak Y Ox, 7 1660-2000 * Weak | I ; CE 1450-1600 Medium Amines N-H 3300-3500 Medium C-N 1030-1230 Medium Carbonyl compounds” C=0 1670-1780 Strong Carboxylic acids o-H 2500-3100 Strong, very broad Nitriles C=N 2210-2260 Medium Nitro compounds NO, 1540 Strong “Carboxylic acids, esters, aldehydes, and ketones. Infrared spectrum of hexane 04 tr o2 To summcrize, Thers are four peoks in the infrared spectrum of hexone thet corespond to the presence of a CHa group: 2962, 2872, 1460, and 1375 cm. 04 DEsro] E Em 4000 3500 3000 2500 2000 1800 1600 1400 1200 1000 SO emo em lana 19 T [Ha cha o! 05 od There, ore four peoks lhot indicate the presence of a CHz eroup: 2926, 2883, o2 1465, cnd 720 cn. oo Expand Expand dMRE O RSAMO RAMO OMAN SOMA IRAM em ion US ana AM ana mentam  10 T as 1-Hexene as [E 3080 cm! - =CH> entisymmetrio for 1-hexene sieteh, An dbsarolên above SOGO eme! indicotes the presence of on unsaturation (double or triple bond or cam ciromentic: rir) 02 f ao [E Es “4000 3500 000 2500 z000 1800 1600 1400 1200 1000 200 &00 emr1 400 1º : ae t-Hexene De 1642 cm? 04 JÁ 1642 cm! - C=€ stretch. Normal range 1640420 em tor eis cnc vinyl, 1670410 cm! tor troms, tri and tetra 02 substituted. Trons-Z-hexene [overloy menu hos onky c very weck clbsorption, becouse there is very lite cipole change when an internal double bone stretohes [it is necrly symmetric) so [E] E ge 4000 =s00 3000 2500 2000 1800 1600 1400 1200 1000 800 600 em 1400] WA Infrared spectra for TAZ co 7 ECA stetch 1-he pty ne o Napeimes Sógio oo ando 500 E000 2500 2000 1800 1600 1400 1200 1000 800 600 em! 400 Wh 2119 cm! - C=C sireich. Nomal tange: 2220210 em! for terminal alkgnes, 22254 10 em! for intemal alkymes. Alasent when symmeiricolly suistiluted foverlay — Loctyne) Compore to the C=N siretóh in heptA cyonice [2247 em-l| o2 [DEsso] oo do00 3500 3000 2500 200 1800 1600 1400 1200 1000 eco 600 cm la Não apresenta bandas em 3400 cm-1 (obviamente) Banda de estiramento da tripla ligação CC pouco intensa Absorption spectrum of hexylamine Cn Wa Hexy] amine NH Summnciry: 3309 cm! - NH; Antisymm. stretch. 3309 cm! - NH> Symm. stretch. 1613 cm! - NH; Scissor bend. 797 cm! - NH; Was. Expand o 4000 35300 3000 2500 2000 1800 1600 1400 1200 1000 800 600 em! 400 ) Wavenumber of carbonyl compounds in infrared spectrum Aldehyde 1740-1720 Ketone 1725-1705 Carboxylic acid 1725-1700 Ester 1750-1730 Amide 1680-1630 Anhydride 1810 and 1760 Acid chloride 1800 Absorptions N bands for , heptaldehyde , Heptandengãe. 277 cm - CHO stretchfbend (second of two) Normal renge 2735215 cr. Ths pecd is hot hidden under the CA lretches ond is good evidence for am aldehyde when accempanisd by a C=0 stretch (1727 cor). og 4000 3507 300 2500 2000 I800 1600 1400 1200 1000 00 600 cmis00 os dl Heptaidomgãe. os 1727 em] - CO stretch. The position of this peok is very eherateristic for cm cldehyci (Compare fo olher corbenyi compounds in the overlay menu), Conpation ehifts this stretch lo lower frequencies oz og 4000 3500 3000 2500 2000 1500 1600 tato 120 1000 GOO 600 emisdo Lo TRRHSHITIRNCEI HIT-NO=1153 [5CORE= L 1 [50B5-N0=722 [IR-NIDA-05227 : LIQUID FILM ACETOPHENONE CoHg0 so 4 Carbonila conjugada (frequência mais baixa 1686 T ao T ento T T T 1500 1000 são ao HAVENUNBER! 1] 35604 04 Z5e7 77 1546 El 1267 E Sa 37 5382 01 ea25 70 1492 81 1181 GB oa 72 3087 MZ 2857 d4 150 26 JBD T4 "Bl 15 adEa 64 1686 4 1430 EZ 1103 78 val T5 C— CH: a04o 2 1E48 EB 1380 13 1079 E2 Bal 4 | 3025 MZ 1593 21 J315 62 1025 GD bla Bi 3006 68 1683 41 1103 E3 1001 4 Es 17 q Absorptions bands for ethyl acetate (ester) The oxygen (more electronegative than carbon) shift the carbonyl bands to a higher wavenumber (higher frequency) The electron withdrawing effect of the oxygen (efeito retirador de elétrons) increases the frequency for carbonyl esters (a ligação torna-se mais curta aumentando a constante de força) 1742 cm-1 1727 cm-1 1715 cm-1 The inductive effect of alkyl group lowers the frequency for ketone carbonyl as compared to aldehydes The inductive effect of alkyl group lowers the frequency for ketone carbonyl as compared to aldehydes IR spectrum of amides The amide functional group combines the features of amines and ketones because it has both the N-H bond and the C=O bond. Therefore amides show a very strong, somewhat broad band at the left end of the spectrum, in the range between 3100 and 3500 em” for the N-H stretch. At the same time they also show the stake-shaped band in the middle of the spectrum around 1710 em“! for the C=O stretch. As with amines, primary amides show two spikes, whereas secondary amides show only one spike. 100 — 80)" Av a A! A — EO | | R'| || | | | [| | 60I-N + + + O ado | | s |) | a | | ue rute prcuero perto ppp / 1 —H stretch | | as I i | | (a) O | | | [787] NT | ] | | LE! [MA | | cH,cH,cH,C—NH Ep | “a | |.) f | | | - derrote Hd | | a TEN—H stretch IICT IT Ii Nf 1630-1660 C=0 stretch — I , | | jerquut | 4000 3500 3000 2500 2000 1800 1600 1400 1200 1000 800 600 wavenumber (cm!) Absorptions bands for amides Two bands at 1660 (I)-1630(II) cm-1 The conjugation of the lone pair of electron weakens the force constant of carbonyl group! (a conjugação do par de elétrons do N enfraquece a constante de força da carbonila) Amide I band: ν C=O stretching (estiramento) Amide II band δ N-H bending in plane (deformação angular no plano) IR SPECTRA: WHAT YOU CAN TELL AT A GLANCE 1) Is carbonyl group present (1820-1650 cm-1)? check also: Acid (1710) OH: 3400-2400 cm-1 Amides (1690) N-H: 3400 cm-1 Ester (1735) C-O: 1300-1000 cm-1 Anhydrides two bands: 1810 and 1760 cm-1 Aldehydes (1725) C-H: 2850 and 2750 cm-1 Ketones (1715) preceding 5 choices eliminated