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

13

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°)

18

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