QOI Seminario Práctica M2 02 Espectroscopía

Seminario de espectroscopía

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QUIMICA ORGANICA I ~ INGENIERIA QUIMICA ~ Curso 2012

ESPECTROSCOPIA

1- lndique cómo podría utilizar la espectroscopia IR para distinguir entre los siguientes

isómeros:

a) 1-butino; 1,3-butadieno y 2-butino. b) trimetilamina y N-metiletilamina

e) propanona y propanal. c) propanona y 2-propenol

d) Acido propanoico y propanoato de metílo

2- a) El avance de la oxidación del 2-propanol a acetona puede seguirse por espectroscopia IR. Sugiera cómo.

b) Suponga que está realizando la deshidratación del 1-metilciclohexanol para obtener 1-rnetilciclohexeno ¿Cómo podría utilizar la espectroscopia de IR para determinar cuándo se ha completado la reacción?

c) Suponga que está realizando la deshidrobromación inducida por base del 3-bromo-3-metilpentano. ¿Cómo utilizaría la espectroscopia IR para determinar cuál de los dos posibles productos de eliminación se ha formado?

3- a) Que transiciones experimentan las moléculas en la zona de UV-visible?. Representar

en un diagrama de energía.

b) Represente un diagrama de energía y las transiciones posibles para una doble ligadura C=C y para un carbonilo C=O.

c) Que efecto produce el aumento del número de enlaces aislados y conjugados?

d) Defina y de ejemplos de grupos cromóforos y auxocromos.

e) Defina efecto batocrómico, hipsocrómico, hipercrómico e hipocrómico.

4- Explique en qué casos y como se puede distinguir con espectroscopía UV-visible cada uno de los miembros de los siguientes pares de isómeros:

a) CH2=CH-CH2-CH=CH-CH3 y CH3-CH=CH-CH=CH-CH3

b) CH3COOCH2CH3 y CH3CH2COOCH3 c) 3-etilfenol y alcohol 3-metilbencílico.

d) y e) y

f) y

3- a) El benceno experimenta una absorción en el ultravioleta (UV) a λmáx. = 204 nm, y la p-

toluidina tiene un λmáx.= 235 nrn ¿Cómo explica esta diferencia?

b) Cuando se mide el espectro UV de la p-toluidina en presencia de una pequeña cantidad de HCI, el λmáx disminuye a 207 nm, un valor cercano al del benceno ¿Cómo explica el efecto del ácido?

4- El fenol es un ácido débil con pKa = 10,0. En solución etanólica, tiene un λmáx = 210 nm.

Cuando se le agrega Na0H diluido, la absorción se incrementa a λmáx = 235 nm. ¿Cómo explica este desplazamiento?

C C

Ph

Ph H

H

C C

Ph

HH

PhCH2CN CHCN

BrCH2CH2CH2 C CH CH2

O

CH3CH2CH C CH CH2

O

Br


2

5- El núcleo de hidrógeno es un protón. Cuando en el campo de un electroimán se colocan muestras de compuestos orgánicos; y se aplica un campo de radiofrecuencias, no todos los protones absorben energía en campos de la misma fuerza para una frecuencia dada (o si)?). ¿Por qué?

6- ¿Por qué los protones hidroxílicos absorben en una zona muy amplia de valores de δ en el espectro de 1H-RMN? ¿Por qué aumenta su desplazamiento químico al aumentar la concentración?

7- Marcar en cada uno de los siguientes compuestos, los hidrógenos equivalentes:

8- Indicar la multiplicidad de cada protón y predecir el espectro 1H-RMN de:

a- Brornuro de iso-buti!o b- Brornuro de sec-buti!o c- Brornuro de ter-butilo

9- Busque en tablas de RMN los valores de δ que espera encontrar para los H de los siguientes compuestos, e indique la multiplicidad de cada tipo de hidrógeno debido al efecto de los hidrógenos adyacentes:

a) eter metil propílico b) 2-propanol c) ácido butanoico d) N-metilanilina

e) propenoato de etilo f) etil metil cetona g) 2,4,6-triclorotolueno.

10- Dada la composición elemental y espectros RMN de las siguientes sustancias, indicar

cuál/es es/son) la/s estructura/s más probable/s:

a) C3H8O. i) IR: solución de CCI4.

CH3 CH2 C

CH2CH3

CH2 CH3

BrCH2 CH2 CH

CH3

CH3Br

CH3 C O

O

CH3

O CH2 CHO

CH3

CH3

OCH3

CHC CCH2

CH2

CH2

CH3

CH3 CH3

CH3

CH3

CH3

OH

OH OH

OH

OH

OH

OH


3

ii) 1H-RMN solución de CDCI3.

b) C8H8O2. i) IR: solución de CCI4.

ii) 1H-RMN en solución de CDCI3.


4

c) C7H9N. i) IR: solución de CCI4.


Hz ppm Int.

3941.04 9.862 412 3130.95 7.835 67 3128.36 7.828 374 3126.37 7.823 136 3121.49 7.811 144 3119.51 7.806 381 3116.91 7.800 63 2798.16 7.002 62 2795.56 6.996 333 2793.73 6.991 121 2788.70 6.978 122 2786.87 6.974 312 2784.12 6.967 50 1541.14 3.857 1000


5

11- a}-Qué permite determinar la espectrometría de masa?

b)- A qué se llama ión molecular? Cómo se produce y qué utilidad tiene en relación a la determinación de la fórmula molecular de un compuesto?

c}- Qué se grafica en un espectro de masa? A que se llama pico base?

12- Describa las fragmentaciones típicas de los siguientes compuestos a partir de sus iones moleculares, indicando la relación masa/carga (m/z) de cada fragmento producido para cada ejemplo:

i) hexano ii) 2-metilpentano iii) etil t-butileter iv) etilamina v) n-propanol

vi) ácido acético vii) propanona viii) etanal

13- Con los datos espectrales que se dan a continuación proponga una estructura para las siguientes sustancias, justificando adecuadamente.

a) Fórmula mínima: C7H140

b) Fórmula mínima: C6H140

IR

v (cm-1

)

2889 - 2975

1715

1380 - 1375

EM

m/z

43

71

114 (M+)

1H-RMN

δ multiplicidad integración

1.1 2 12

2.54 7 2

Hz ppm Int. 2873.66 7.191 54 2871.46 7.185 292 2870.61 7.183 117

2869.38 7.180 108 2866.46 7.173 68 2864.99 7.169 160

2864.14 7.167 357 2862.92 7.164 352 2862.18 7.162 162

2860.72 7.159 63 2857.54 7.151 120 2856.45 7.148 127

2855.59 7.146 334 2853.39 7.140 50 2681.15 6.709 85

2680.05 6.706 152 2678.96 6.704 90 2673.83 6.691 126

2672.73 6.688 256 2671.63 6.685 128 2666.50 6.673 73

2665.41 6.670 130 2664.31 6.667 74 2627.81 6.576 68

2625.73 6.571 307 2624.63 6.568 344 2623.78 6.566 192

2622.56 6.563 107 2619.14 6.554 113 2618.16 6.552 180

2617.07 6.549 320 2616.09 6.546 279 2613.77 6.541 44

1433.23 3.587 45 1096.31 2.744 1000


6

c) C9H12. i) Film líquido.


EM

m/z

43

45

87

102 (M+)

IR

v (cm-1

)

2889 - 2975

1715

1070 - 1155

1H-RMN


1.14 2 12

3.55 7 2

1H-RMN


1.1 2 12

2.54 7 2

1H-RMN

δ Integración

7.40 a 7.02 3337

2.57 1014

1.64 1540

0.94 1781


7

ii) EM.

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