Zastosowanie spektroskopii

(1)

„Zwiększenie liczby wysoko wykwalifikowanych absolwentów kierunków ścisłych Uniwersytetu Jagiellońskiego”

POKL.04.01.02-00-097/09-00

Zastosowanie spektroskopii

„Zwiększenie liczby wysoko wykwalifikowanych absolwentów kierunków ścisłych Uniwersytetu Jagiellońskiego”

POKL.04.01.02-00-097/09-00

Zastosowanie spektroskopii w podczerwieni IR

do określania struktury do określania struktury związków organicznych cz.2 związków organicznych cz.2

Wykład dla III roku Chemii UJ Dr Katarzyna Ostrowska

Projekt współfinansowany przez Unię Europejską w ramach Europejskiego Funduszu Społecznego

Dr Katarzyna Ostrowska

(2)

Korzystano z widm IR zamieszczonych w bazie Spectral Database for Organic Compounds, SDBS, National Institute of Advanced Industrial Science and Technology (AIST), Japan.

SDBS, National Institute of Advanced Industrial Science and Technology (AIST), Japan.

(3)

TransmitancjaTransmitancja

Liczba falowa [cm^-1]

(O-H, N-H, C-H, C≡C, C≡N, C=O, C=N, C=C, C-C, C-N, C-O, C-X)

Porównanie zakresów występowania pasm absorpcji pochodzących od drgań walencyjnych (górny diagram) i deformacyjnych (dolny diagram).

Liczba falowa [cm^-1]

4000 3000 2500 2000 1800 1650 1550 400

O-H C-H C≡C C=O C=N C-C C-O C≡N C=C C-N C-X

N-H Zakres drgań deformacyjnych

Zakres drgań deformacyjnych

2,5 4,0 5,0 5,5 6,1 6,5 25

Długość fali [m]

(4)

Typ drgań Liczba

falowa[cm^-1]

Intensywność

C―H Alkany 3000 - 2850 s

-CH deformacyjne 1450 i 1375 m

-CH₃ deformacyjne 1450 i 1375 m

-CH2- deformacyjne 1365 m

Alkeny 3100 - 3000 m

oop 1000 - 650 s

Zw Aromatyczne 3150 -3050 s

oop 900 - 600 s

Alkiny 3300 s

Aldehydy 2900 - 2800 w

2800 -2700 w 2800 -2700 w

C―C Alkany nie podlegają interpretacji

C=C Alkeny 1680 - 1600 m - w

Zw. Aromatyczne 1600 i 1475 m - w

C≡C Alkiny 2250 - 2100 m - w

C=O Aldehydy 1740 -1720 s

(5)

C≡C Alkiny 2250 - 2100 m - w

C=O Aldehydy 1740 -1720 s

Ketony 1725 -1705 s

Liczba

falowa[cm^-1]

Intensywność

Ketony 1725 -1705 s

Kwasy karboksylowe 1725 -1700 s

Estry 1750 - 1730 s

Amidy 1680 - 1630 s

Bezwodniki 1810 i 1760 s

Chlorki kwasowe 1800 s

C―O Alkohole, Estry, 1300 -1000 s

Etery, Kwasy, Etery, Kwasy, Bezwodniki

O―H Alkohole, Fenole

wolne 3650 - 3600 m

Związane wiązaniem 3400 -3200 m

Związane wiązaniem wodorowym

3400 -3200 m

Kwasy 3400 -3 200 m

N―H Aminy 1° i 2° 3500 - 3100 m

(6)

Typ drgań Liczba Intensywność

N―H Aminy 1° i 2° 3500 - 3100 m

Amidy 1° i 2° 3500 - 3100

Typ drgań Liczba

falowa[cm^-1]

Intensywność

Amidy 1° i 2° 3500 - 3100

deformacyjne 1640 0 1550 m - s

C―N Aminy 1350 -1000 m - s

C=N Iminy, Oksymy 1690 -1640 w - s

C≡N Nitryle 2260 - 2240 m

Y=C=X Kumuleny 2270 -1940 m - s

N=O Zw. Nitrowe 1550 i 1350 s

S―H Merkaptany 2550 w

S=O Sulfotlenki 1050

Sulfony, sulfonamidy 1375 - 1300 i s Sulfony, sulfonamidy 1375 - 1300 i s 1350 - 1140 s

C―X Fluorki 1400 - 1000 s

Chlorki 785 - 549 s

Bromki, Jodki < 667 s

(7)

drganie walencyjne asymetryczne drganie walencyjne

symetryczne

C H

H

H C

H

H H Grupa metylowa

asymetryczne

CH₃

H H

2872 cm^-1 2962 cm^-1

Bez wodnik

O O O O

Bez wodnik

O O

1760 cm^-1 1800 cm^-1

Grupa aminowa

3400 cm^-1 3300 cm^-1

N H

H N

H

H NH2

3400 cm 3300 cm

NO2

Grupa nitrowa N

O

N O

2 O OO

1550 cm^-1 1350 cm^-1

(8)

Grupa metylenowa Grupa metylowa

C

H H

C H H

H C

H H

H

drganie deformacyjne drganie deformacyjne drganie deformacyjne drganie deformacyjne

nożycowe 1465 cm^-1

drganie deformacyjne asymetryczne

1450 cm^-1

drganie deformacyjne symetryczne

1375 cm^-1 często pasma nakładają się

zawsze obecne dla grupy CH₃

C CH₃ 1380 cm^-1 1370 cm^-1

CH₃

-1 -1 C

CH₃ 1390 cm^-1 1370 cm^-1 C CHCH₃

(9)

1466,

1457 1380

–CH2– –CH3

O

–CH2– –CH3

–CH3

1463, 1422 –CH–

O –CH2–

(10)

Częstości drgań deformacyjnych symetrycznych grupy CH3

Zakres cm^-1 Zakres cm^-1

Estry, etery O–CH3 1460 -1430

Aminy, amidy N–CH3 1440 -1410

Węglowodory C–CH3 1380 - 1360

Sulfotlenki, tioetery S–CH3 1330 -1290

Fosfiny P–CH3 1310 -1280

Silany Si–CH3 1280 -1250

Związki rtęci Hg–CH₃ 1210-1190

Organic Structural Spectroscopy”

J. B. Lambert; H. F. Shurvell; D. A. Lightner; R. G. Cooks Prentice Hall, Inc. 1998 Prentice Hall, Inc. 1998 ISBN-0-13-258690-8

(11)

1394,

1382, 1363

1394, 1366

NH2

(12)

=C–H

nadtony toluen 3087

=C–H sp

²

-1s

–C–H

sp

³

-1s C=C

=C–H

deformacyjne (oop)

3087 3062,

3026 2948,

2920

sp -1s C=C

1605

1496

729, 696 (oop)

CH₃

(13)

nadtony

CH3

744

SH

nadtony

879 781, 698 698

=C–H

deformacyjne (oop)

nadtony

816

744

(14)

mono-

podstawiony

s s

orto -

s

meta -

m s s

para -

s

1,2,4 - 1,2,4 -

m s

1,2,3 -

s m

1,3,5 -

s m

900 800 700 cm^-1

900 800 700 cm

Zakres drgań deformacyjnych C=Ci C–H (out of plane) podstawionych pochodnych benzenu.

‘ Introduction to Spectroscopy’,