Espectroscopia IR de grupos funcionales orgánicos

1. Universidad de Carabobo
Facultad de Ciencia y Tecnología
Departamento de Química
Laboratorio de Química Orgánica I
Espectroscopia
de infrarrojo
Herramienta fundamental de la
química orgánica
Prof. María Tapizquent
Abril de 2012

2.  Espectro
electromagnético
 Efecto de las
radiaciones sobre
las moléculas
 Espectroscopia
de infrarrojo Espectroscopia
 Análisis de de infrarrojo
espectros Herramienta fundamental de
la química orgánica

3. Espectro electromagnético
 Sise asume que la luz se propaga como
ondas transversales, las diferentes
radiaciones se pueden clasificar de
acuerdo a la longitud de onda (λ)
 La longitud de onda es inversamente
proporcional a la
𝑐
energía radiante E = h
λ
Underwood

5. Efecto de las radiaciones
sobre las moléculas
Grupos
de
átomos
Unidos
Energía con determinada longitud
Se
por
flexionan
de onda puede estimular la
enlaces
molécula
Moléculas
Se genera un movimiento caótico
Que se puede dividir en…
Rotan Flexibles
Vibran

6. Efecto de las radiaciones
sobre las moléculas
 Estiramientos (simétricos o asimétricos)
 Tijereta
 Balanceo (hacia adelante)
 Balanceo (hacia los lados)
 Giro

8. Espectroscopia de infrarrojo
 “Herramienta de rutina para identificar
grupos funcionales en química Orgánica”
Underwood.
 Se le da un golpe de energía a la
molécula y ésta queda vibrando como
una gelatina.

9. Espectroscopia de infrarrojo
Compuestos
covalentes
Líquidos:
CCl4.
Sólidos: KBr.
Gases
%T vs
longitud de
onda (cm-1 ó
μ)

10. Espectroscopia de infrarrojo
Ventajas
Un grupo No
funcional reproducible
muestra Delicado
absorbancia
en la misma
Desventajas
área

11. Análisis de espectros
Búsqueda de grupos funcionales

12. Análisis de espectros
Espectro infrarrojo: va desde los 4000 cm-1 a los 400 cm-1

13. Análisis de espectros
Generalidades
La mayoría de los enlaces sencillos <1600cm-1
La mayoría de los enlaces dobles 1600- 2000 cm-1
La mayoría de los enlaces triples 2000 - 2500cm-1
La huella digital 1500 a 900 cm-1
Fuson

15. Análisis de espectros
Hidrocarburos saturados
Longitud de onda (cm-1) Causa
2850-2970 (hasta 3000) Vibración longitudinal C-H
1465 Deformaciones del grupo
-CH2-
1450 Deformaciones del grupo
-CH3
1375 Máximo característico
debido al -CH3
20915-3058 Anillos (ciclopropano,
ciclubutano, ciclohexano)
Los grupos carbonilo o los dobles enlaces incrementan las
frecuencias de vibración longitudinal del enlace carbono
hidrógeno
Fuson

16. Análisis de espectros
n- hexano

17. Análisis de espectros
Olefinas
Longitud de onda (cm-1) Causa
1650 No conjugadas sencillas
1600 Las conjugadas con
dobles enlaces C-C ó C-
O
910 Si el doble enlace está en
el carbono 1
960 Trans
680-715 Cis
Las bandas pueden alterarse dependiendo de los
sustituyentes de la olefina y los grupos funcionales

18. Análisis de espectros
1- hexeno

19. Análisis de espectros
cis-2-octeno

20. Análisis de espectros
Acetilenos
Longitud de onda (cm-1) Causa
2105- 2150 Monosustituídos sencillos
(banda moderadamente
fuerte)
3300 Banda característica por
vibración longitudinal C-
H
Los alquenos disustituídos (RC=CR) donde R son
grupos alquilo similares no muestran absorción en la
región de enlace triple 2000 a 2500 cm-1

21. Análisis de espectros
1-octino

22. Análisis de espectros
4-octino

23. Análisis de espectros
1- hexino

24. Análisis de espectros
Hidrocarburos aromáticos
Longitud de onda (cm-1) Causa
3000-3090 Vibración longitudinal C-H
característica
Cercanas a 1500 y 1600 (o Pueden faltar
ambas)
700 Monosustituídos

25. Análisis de espectros
Benceno

26. Análisis de espectros
Alcoholes
Longitud de onda (cm-1) Causa
3100-3600 Absorción característica de
la función OH- (vibración
longitudinal O-H)
3600 Grupos oxhidrilo sin enlaces
de hidrógeno (banda
pequeña), alcoholes
terciarios (absorción precisa
3400 Gran parte de moléculas
que presentan enlaces de
hidrógeno en diversos
grados
1100 Vibración longitudinal C-O

27. Análisis de espectros
2- propanol

28. Análisis de espectros
Aldehídos
Longitud de onda (cm-1) Causa
1725 Saturados sencillos, absorción
atribuida al doble enlace C-O
Hasta 1700 Por conjugación con dobles
enlaces C-C o aromáticos
2695-2720 Tensión C-H del hidrógeno del
grupo formilo (alifáticos)
2730 Tensión C-H del hidrógeno del
grupo formilo (aromáticos)
2760 Tensión C-H del hidrógeno del
grupo formilo (determinados
aromáticos sustituidos en orto)
2720 a 2820 Dos bandas observadas a
menudo

29. Análisis de espectros
Butanal

30. Análisis de espectros
Cetonas
Longitud de onda (cm-1) Causa
1710 Cetonas alifáticas
1670-1690 Grupo carbonilo conjugado
1740 Cetonas cíclicas de 5
miembros
1780 Cetonas cíclicas de cuatro
miembros
El sustituyente del carbono α puede alterar el lugar de
aparición de la banda del carbonilo

31. Análisis de espectros
Propanona

32. Análisis de espectros
Ácidos Carboxílicos
Longitud de onda (cm-1) Causa
2500-3000 Absorción del OH-
1700 Absorción del carbonilo en
los ácidos saturados simples

33. Análisis de espectros
Ácido propiónico

34. Análisis de espectros
Esteres
Longitud de onda (cm-1) Causa
1740 Alifáticos sencillos
1720-1725 Conjugados
1750- 1770 Carbonilo en esteres de fenilo
y vinilo
La existencia de grupos atractores de electrones en el C α
incrementa la frecuencia de aparición de las bandas

35. Análisis de espectros
Acetato de etilo

36. Análisis de espectros
Aminas
Longitud de onda (cm-1) Causa
3150-3400 Vibración longitudinal N-H
(parecida a la O-H pero se
puede distinguir por
dilución, ya que la banda
O-H se desplazará hacia los
3600 cm-1
1600-1625 Grupo funcional HNH de las
aminas primarias

37. Análisis de espectros
Propilamina

38. EJERCICIO
Deformaciones del
grupo -CH2
~1465cm-1
Elongación
C-H -CH3~1375cm-1
2-Butanona C=O~1700cm-1

39. “Así, el estudio sin voluntad
malogra la memoria, que no
retiene entonces nada de lo
que toma”
Leonardo Da Vinci