Espectroscopía IR Parte II

Química Orgánica III

Primer Semestre 2016

Facultad de CCQQ y Farmacia USAC

Grupos funcionales que presentan absorción en la región 4000-3000 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 (RNH2), aminas secundarias (R2NH), ácidos carboxílicos (RCOOH) y amidas primarias (RCONH2) y secundarias (RCONHR´)

• Las absorciones por estiramiento del enlace C=H y C=H se vieron anteriormente.

Alcoholes • Mostrarán una señal característica, ancha e intensa,

correspondiente al estiramiento O-H que forma puentes de hidrógeno intermoleculares. (3550-3200 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 (1000-1260 cm-1)

• Flexión O-H aparece a 750-650 cm-1 como una señal ancha y de intensidad media a baja.

gas

liquid

CH3CH2CH2CH2OH

Flexión O-H

Absorción (cm-1) forma intensidad responsable

3300 ancha intensa Estiramiento O-H

3100-3000 varias aguda débil Estiramiento =C-H aromático

2900-2800 varias aguda intensa Estiramiento C-H alifático

2000-1700 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.

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:

O-H bend out of plane

Aminas

• Aminas del tipo R-NH2 (primarias) presentarán DOS bandas de absorción en la región entre 3500 y 3300 cm-1 correspondientes a estiramiento N-H.

• Aminas secundarias (R2NH) presentarán UNA banda correspondiente a estiramiento N-H.

• Aminas terciarias, al carecer de enlaces N-H NO presentan absorción en esta región.

Flexión en el plano N-H

Flexión N-H (en el plano) Flexión C-N

Difícil de asignar

3000 3500 1500

Amidas

• Se distinguen de las aminas fundamentalmente porque presentan el grupo C=O.

• Los enlaces =C-N del grupo amida también son característicos.

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

Grupos funcionales que presentan absorción en la región entre 2500-2000 cm-1

• En esta región aparecen los grupos funcionales con enlaces triples:

• Alquinos (no simétricos)

• Nitrilos

• Isocianuros*

• Isocianatos*

• Tiocianatos*

• Isotiocianatos*

Grupos funcionales con absorción característica entre 2000-1500 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

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)

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

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.

Anhídridos de ácido

• Como tienen dos grupos C=O, tendrán DOS bandas de absorción correspondientes a estiramiento C=O: 1830-1800 y 1775-1740

cm-1

CH3 O

O

CH3

O

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 CH2

1041 ancha Estiramiento -CO-O-CO-

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. (1850-1780 para cloruros; 1812 para bromuros y 1869 para fluoruros)

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.

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

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.

Aminas terciarias

Estiramiento C-N

Éteres

Estiramiento C-O

Éteres aromáticos o vinílicos

Dos bandas de estiramiento C-O

Halogenuros • Las absorciones correspondientes al o los

enlaces C-X se presentan en los siguientes rangos: C-F 1400 -1000 cm-1

C-Cl 800 – 600 cm-1

C-Br 600 – 500 cm-1

C-I ͠ 500 cm-1

• Por lo mismo, son de poca utilidad para identificación del grupo funcional.

Tetracloruro de carbono

Nitrocompuestos

Estiramiento N…O 1372 y 1550 en nitroalcanos 1290-1360 y 1500-1550 en nitroaromáticos o alifáticos conjugados

Nitrocompuestos

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.

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.