Espectroscopía IR Parte II. Química Orgánica III Primer Semestre 2016 Facultad de CCQQ y Farmacia USAC

Transcripción

1 Espectroscopía IR Parte II Química Orgánica III Primer Semestre 2016 Facultad de CCQQ y Farmacia USAC

2 Grupos funcionales que presentan absorción en la región cm En esta región se encuentran las absorciones causadas por estiramiento del enlace O-H y N-H: alcoholes (ROH), fenoles (Ar-OH) aminas primarias (RNH 2 ), aminas secundarias (R 2 NH), ácidos carboxílicos (RCOOH) y amidas primarias (RCONH 2 ) y secundarias (RCONHR ) Las absorciones por estiramiento del enlace C=H y C=H se vieron anteriormente.

3 Alcoholes Mostrarán una señal característica, ancha e intensa, correspondiente al estiramiento O-H que forma puentes de hidrógeno intermoleculares. ( cm -1 ). Si el alcohol es gaseoso o el espectro se toma de una disolución muy diluida en un disolvente apolar, la señal aparece como delgada y arriba de los 3600 cm -1 El estiramiento C-O aparece en la región de huellas digitales, en un intervalo amplio de número de onda ( cm -1 ) Flexión O-H aparece a cm -1 como una señal ancha y de intensidad media a baja.

4 gas liquid

5 CH 3 CH 2 CH 2 CH 2 OH Flexión O-H

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9 Absorción (cm -1 ) forma intensidad responsable 3300 ancha intensa Estiramiento O-H varias aguda débil Estiramiento =C-H aromático varias aguda intensa Estiramiento C-H alifático Varias ancha débil Armónicos de anillo bencénico 1500 y 1450 aguda intensa Estiramiento C=C anillo aromático 730 y 700 aguda intensa Flexión =C-H anillo bencénico monosustituido.

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11 Ácidos carboxílicos Al igual que los alcoholes y fenoles, también presentan el grupo O-H Si recuerda sus cursos anteriores de Orgánica, los ácidos carboxílicos se presentan como dímeros:

12 O-H bend out of plane

13 Aminas Aminas del tipo R-NH 2 (primarias) presentarán DOS bandas de absorción en la región entre 3500 y 3300 cm -1 correspondientes a estiramiento N-H. Aminas secundarias (R 2 NH) presentarán UNA banda correspondiente a estiramiento N-H. Aminas terciarias, al carecer de enlaces N-H NO presentan absorción en esta región.

14 Flexión en el plano N-H

15 Flexión N-H (en el plano) Flexión C-N Difícil de asignar

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17 Amidas Se distinguen de las aminas fundamentalmente porque presentan el grupo C=O. Los enlaces =C-N del grupo amida también son característicos.

18 Absorción (cm -1 ) forma intensidad Grupo /enlace y tipo de vibración 3390 y 3220 ancha Intensa, media Estiramiento N-H 3000 a 2900 varias aguda intensa Estiramiento C-H alifático 1650 a 1630 dos ancha intensa Estiramiento C=O traslapado con flexión N-H en el plano 715 ancha débil Flexión N-H fuera del plano

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21 Grupos funcionales que presentan absorción en la región entre cm -1 En esta región aparecen los grupos funcionales con enlaces triples: Alquinos (no simétricos) Nitrilos Isocianuros* Isocianatos* Tiocianatos* Isotiocianatos*

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23 Grupos funcionales con absorción característica entre cm -1 Esta región es importante, ya que las absorciones debido a estiramiento C=O aparecen en esta región: Aldehídos Cetonas Derivados de ácido: halogenuros, anhídridos, ésteres Y los ya vistos: ácidos carboxílicos, amidas

24 Aldehidos y cetonas La diferencia entre ambos grupos consiste (recuerden QOII) en el hidrógeno aldehido: El estiramiento C-H aldehido aparece como 2 bandas de mediana intensidad, cercanas a 2720 cm -1, (entre 2695 y 2830 cm -1 )

25 La posición de la banda C=O se ve afectada por el entorno estructural y puede desplazarse a otros valores, por ejemplo: Aldehídos α,β-insaturados: 1685 cm -1 Aldehídos α,β-γ,δ-insaturados: 1675 cm -1 Aldehídos aromáticos: 1700 cm -1

26 A diferencia de los aldehidos, el grupo carbonilo sí puede formar parte de ciclos alifáticos. El tamaño del ciclo también tendrá efecto sobre la posición de la banda del carbonilo.

27 Anhídridos de ácido Como tienen dos grupos C=O, tendrán DOS bandas de absorción correspondientes a estiramiento C=O: y cm -1 O O C H 3 O CH 3

28 Absorción (cm -1 ) forma intensidad Enlace/tipo de vibración 2987 a 2880 varias aguda Intensa Estiramiento C-H alifatico 1818 y 1751 aguda Intensa Estiramiento C=O 1463 aguda Flexión CH ancha Estiramiento -CO-O-CO-

29 Halogenuros de ácido Note que al igual que los anhídridos, la posición de la absorción por el enlace C=O aparece a número de onda muy alto, comparado con otros compuestos con esta estructura. ( para cloruros; 1812 para bromuros y 1869 para fluoruros)

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31 Ésteres La absorción por estiramiento C=O se da en el intervalo de 1770 a 1715 cm -1 similar a donde se encuentra la absorción C=O de cetonas. A diferencia de las cetonas, los ésteres muestran bandas de absorción debido al estiramiento C-O, que no presentan las cetonas.

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33 Y si en mi espectro no aparece ninguno de los grupos anteriores?

34 Recordar que Es tan valiosa la información positiva (está presente XX grupo funcional) como la negativa (no se encontraron XX grupos funcionales) Aun podemos encontrarnos conque la muestra puede ser: una amina terciaria, un éter, un halogenuro, un nitro El análisis elemental y la solubilidad nos dará información acerca de la presencia/ausencia de ciertos grupos funcionales.

35 Aminas terciarias Estiramiento C-N

36 Éteres Estiramiento C-O

37 Éteres aromáticos o vinílicos Dos bandas de estiramien to C-O

38 Halogenuros Las absorciones correspondientes al o los enlaces C-X se presentan en los siguientes rangos: C-F cm -1 C-Cl cm -1 C-Br cm -1 C-I 500 cm -1 Por lo mismo, son de poca utilidad para identificación del grupo funcional.

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40 Tetracloruro de carbono

41 Nitrocompuestos Estiramiento N O 1372 y 1550 en nitroalcanos y en nitroaromáticos o alifáticos conjugados

42 Nitrocompuestos

43 Referencias Shriner R, Hermann C, Morriil T, Curtin D, Fuson R. (2013). Identificación Sistemática de Compuestos Orgánicos. 2ª. Edición. Limusa Wiley. México. Wade L. (2012). Química Orgánica. 7ª. Edición. Pearson. México.

44 Referencias Shriner R, Hermann C, Morriil T, Curtin D, Fuson R. (2013). Identificación Sistemática de Compuestos Orgánicos. 2ª. Edición. Limusa Wiley. México. Wade L. (2012). Química Orgánica. 7ª. Edición. Pearson. México.