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TÓPICO 05: ANÁLISES DE ALGUNS ESPECTROS DE INFRAVERMELHO 1º PASSO Veja a fórmula molecular do composto em questão. O composto possui 7(sete) carbonos. 2º PASSO Faça a fórmula molecular do alcano correspondente baseado na fórmula geral dos alcanos (CnH2n+2) C7H16. Quando o composto possuir N, em vez de utilizar a fórmula molecular do alcano usa-se uma fórmula (CnH2n+2+x), onde x corresponde ao número de N. No caso de halogênio conta-se como sendo hidrogênio, ou seja, acrescenta-se os halogênios aos hidrogênios. 3º PASSO Faça diferença entre a fórmula do alcano e a fórmula do composto em questão. C7H16 – C7H14 = 2H. Divida a diferença por 2(dois) = 1. 4º PASSO O IDH = 1 significa que o composto possui uma ligação ∏ (pi) ou um ciclo. Proponha estrutura compatível com os espectros a seguir. Para isto responda as perguntas a seguir. Como calcular o IDH para moléculas que possuem C, H, O, N e Halogênios. 1. Qual é o IDH do composto? 2. O espectro IV possui absorção devido a hidroxila ou grupo amino? 3. Possui absorção devido a C-H (estiramento)? De que tipo? 4. Possui absorção devido tripla ligação carbono-carbono? 5. Possui absorção devido a carbonila? De que tipo? 6. Apresenta característica de um composto aromático? QUÍMICA ORGÂNICA III AULA 01: INTRODUÇÃO A ESPECTROSCOPIA DE INFRAVERMELHO 1. Qual é o IDH do composto? 2. O espectro IV possui absorção devido a hidroxila ou grupo amino? 3. Possui absorção devido a C-H (estiramento)? De que tipo? 4. Possui Absorção devido tripla ligação carbono-carbono? 5. Possui absorção devido a carbonila? De que tipo? 6. Apresenta características de um composto aromático? 7. Possui alguma absorção que sugira a presença de dupla carbono- carbono? O IDH é 5 o que sugere anel aromático. Não possui grupo hidroxila na região de 3500 . Possui absorção CH de aromático acima de 3000 . Ausência de absorção devido a tripla ligação. A absorção em 1700 corresponde a uma carbonila de aldeído ou cetona. A estrutura mais compatível é da benzofenona. O aldeído fica descartado devido a ausência de CH de aldeído. 1. Qual é o IDH do composto? 2. O espectro IV possui absorção devido a hidroxila ou grupo amino? 3. Possui absorção devido a C-H (estiramento)? De que tipo? 4. Possui Absorção devido tripla ligação carbono-carbono? 5. Possui absorção devido a carbonila? De que tipo? 6. Apresenta características de um composto aromático? 7. Possui alguma absorção que sugira a presença de dupla carbono- carbono? O IDH = 4 de um modo geral sugere a presença de anel benzênico. Poderemos confirmar pela presença de absorções em 1600, 1500 e 1450 . O composto também possui absorção de hidroxila na região entre 3500- 3200 . Possui absorção acima e abaixo de 3000 . A absorção acima de 3000 também confirma a existência de um composto aromático e abaixo de 3000 significa a presença de C-H alifático. Poderemos propor duas estruturas para o composto de fórmula molecular , a saber: 1- feniletanol e o 2-feniletanol. Cálculo do IDH: Aplicando a fórmula 1. Qual é o IDH do composto? 2. O espectro IV possui absorção devido ao grupo amina? 3. Possui absorção devido a C-H (estiramento)? De que tipo? 4. Possui Absorção devido tripla ligação carbono-carbono ou tripla de nitrila? 5. Possui absorção devido a carbonila? De que tipo? 6. Apresenta características de um composto aromático? 7. Possui alguma absorção que sugira a presença de dupla carbono- carbono? O IDH = 6 Não possui grupo amina. Possui absorção devido ao grupo nitrila em 2200 . Não apresenta absorção devido a carbonila. Apresenta absorções em 1600, 1500 e 1450 cm-1 correspondente a composto aromático, além de estiramento C-H acima de 3000 Uma proposta condizente com o espectro é fenilacetonitrila. 1. Qual é o IDH do composto? 2. O espectro IV possui absorção devido a hidroxila ou grupo amino? 3. Possui absorção devido a C-H (estiramento)? De que tipo? 4. Possui Absorção devido tripla ligação carbono-carbono? 5. Possui absorção devido a carbonila? De que tipo? 6. Apresenta características de um composto aromático? 7. Possui alguma absorção que sugira a presença de dupla carbono- carbono? Tabela 5.1 Absorções Características no Infravermelho FÓRUM Pontos para discussão: - Por que nas ligações carbono – carbono: a ligação tripla apresenta frequência de estiramento maior que dupla e dupla maior que simples. - por que o estiramento de um carbonila de função éster tem maior frequência que uma de ácido carboxílico. -a frequência de estiramento de uma carbonila de cetona ocorre em torno de 1715 cm-1 , enquanto, de uma cetona conjugada é encontrada em torno de 1685 cm-1. -por que nos alquenos e alquinos simétricos a absorção de estiramento da ligação dupla ou tripla não aparece, ou seja, não absorve a energia de radiação. - por que a banda de absorção de uma lição dupla conjugada com uma carbonila é bem mais intensa que a absorção de uma ligação dupla não conjugada. - compare as frequências de estiramento das ligações O – H e N – H MPs alcoóis, aminas primárias e aminas secundárias, considerando, os valores e as formas das bandas. ATIVIDADE DE PORTFÓLIO Considerando o conteúdo visto na Aula 01, resolva os exercícios a seguir e poste-os em seu portfólio. CLIQUE AQUI PARA VISUALIZAR 1. Indique, entre as estruturas abaixo, qual originou o espectro IV (Figura 1), dando uma só justificativa para sua indicação. 2. Escolha a estrutura mais compatível, ou seja, que melhor se adapta ao espectro IV visto na Figura 2. 3. Correlacione as frequências das vibrações de estiramento às respectivas estruturas. 1735 cm-1 1685 cm-1 1715 cm-1 1750 cm-1 1725 cm-1 1650 cm-1 4. A Figura 4 é o espectro IV de um constituinte principal extraído de um certo óleo essencial usado na indústria de perfumes. Entre as duas estruturas abaixo, qual representa este constituinte? Dê uma só e indiscutível justificativa para sua escolha. 5. A fórmula molecular de um determinado composto (quando se tem) ajuda na sua identificação, pois, permite calcular o índice de deficiência de hidrogênio (IDH) e, assim, saber se a molécula contém ligações π, anéis ou os dois simultaneamente. Em relação ao espectro no IV (Figura 5) de um composto com fórmula molecular C7H8O, pede -se: a) Calcular o IDH do composto b) Se o composto é de natureza aromática, indique porque. c) O composto tem oxigênio, conforme a fórmula molecular. Tem grupo carbonila? d) Tem grupo OH? Porque? e) Identifique o composto, mostrando sua estrutura. 6. Tendo em vista o espectro IV (Figura 6) de um composto com fórmula molecular C10H14, pede-se: a) Qual o IDH? b) A forte banda de adsorção em torno de 2970 cm-1 é devida a vibração de quais ligações? c) As bandas em torno de 1500 e 1450 cm-1 são devidas a quais ligações ou grupo na molécula? d) Proponha uma estrutura compatível com o espectro. FONTES DAS IMAGENS Responsável: Prof. Francisco José de Queiroz Universidade Federal do Ceará - Instituto UFC Virtual
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