Prova Espectroscopia ou Organica

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QFL 2144 – 2008 
3ª Prova (15 pontos) 
NOME: 
 
Tabela de deslocamentos químicos de 13C em sistemas orgânicos 
 
 
Fragmentações e fragmentos comuns em espectrometria de massa 
Íon fragmento Neutro Perdido 
(provável) 
Massa do íon 
fragmento 
Provável composição 
M-1 H 15 CH3+ 
M-2 H2 29 C2H5+ ou CHO+ 
M-15 CH3 31 CH2OH+ 
M-17 OH ou NH3 43 CH3CO+ 
M-18 H2O 44 CO2+ 
M-28 CO, ou C2H4 45 C2H5O+ 
M-29 C2H5 ou CHO 57 C2H5CO+ ou C4H9+ 
M-31 CH3O 59 C3H7O+ ou COOCH3+ 
M-43 C3H7 ou CH3CO 60 C2H4O2+ 
M-44 CO2 74 C3H6O2+ 
M-45 C2H5O 
 
Formulas importante em RMN 
BarmorangulardeLVelocidade
IJIordemoAcoplament
ppm
Bh
zz
a
ref
ref
γω
ν
ννδ
γν
=
=
×−=
=
,
)1(
10)(
21
6
h
 
 
γ (1H) = 267,512 × 106 rad T-1 s-1 
γ (13C) = 67,264 × 106rad T-1 s-1 
ħ = 1,05 × 10-34 J s 
 
1) (2,5 pontos) O espectro de RMN de 13C do acetaldeído, CH3CHO, é relativamente simples, e 
fácil de prever conforme os conceitos básicos de RMN. Agora, vamos testar o seu conhecimento 
teórico dos níveis de energia envolvidos no espectro. a) Faça um diagrama dos níveis de energia 
dos núcleos de 13C, na presença do campo magnético, e na presença do acoplamento spin-spin com 
os prótons ligados ao mesmo carbono; 2) identifique exatamente as transições espectroscópicas que 
são observadas no espectro de RMN de 13C com e sem desacoplamento de spin. 
2) (3 pontos) (a) Os espectrômetros de RMN mais modernos que existem no Brasil (um no 
Laboratório Nacional de Luz Síncrotron, e o outro na UFRJ) operam a uma freqüência de 750 MHz 
para obter espectros de prótons. Qual o campo magnético Bo usado nestes espectrômetros? Qual a 
amplitude do B1 (em Tesla) a ser utilizada para um pulso de radiofreqüência capaz de girar a 
magnetização dos prótons por 90° se a largura do pulso for de 10 µs (10-5 s)? Qual a freqüência 
necessária para observar espectros de 13C nestes espectrômetros? 
(b) O espectro de uma substancia simples como CH3CHO possui um espectro característico de 
RMN de prótons. Os dados numéricos (posição dos picos com relação ao TMS e intensidades dos 
picos) de um espectro obtido a 300 MHz estão fornecidos a seguir 
 Hz ppm Int. 
 2941.02 9.803 87 
 2938.14 9.794 251 
 2935.33 9.784 252 
 2932.45 9.775 88 
 663.26 2.211 1000 
 660.45 2.201 998 
 
Explique a origem destes picos, o valor da constante de acoplamento (em Hz), e o valor da 
constante de acoplamento (em Hz) quando o espectro é obtido no espectrômetro de 750 MHz. 
 
3) (2,0 pontos) As bifenilas policloradas (normalmente apelidadas de PCB), C12ClxH10-x, foram 
extensamente utilizadas na industria até o fim da década de 70 quando o uso foi banido em diversos 
países devido a alta toxicidade destas substancias. Os pesticidas policlorados representam também 
um problema sério a nível ambiental. Devido a estas propriedades, torna-se importante o 
monitoramento de traços destas substancias usando cromatografia de gás ou espectrometria de 
massa. Os PCB’s apresentam um pico molecular intenso no espectro de massas (são compostos 
aromáticos), e fragmentos sucessivos contendo um número variável de átomos de Cl. Um método 
valioso para determinar o número de cloros no PCB consiste em medir a intensidade dos picos 
isotópicos do Cl. Com os conhecimentos adquiridos em aula e na leitura sobre EM você se 
considera apto para interpretar o espectro de massas obtido a partir de amostras recolhidas no 
campo. Para este fim, qual seria a intensidade relativa esperada dos íons M+•, (M+2)+• e (M+4)+• do 
PCB triclorado. (Preste atenção ao seu cálculo estatístico!!!). 
 
4.) (2,5 pontos) Sabendo que a composição elementar da substancia é C4H8O2, identifique a 
substancia responsável pelo espectro de massa a seguir, e na medida do possível explique o 
mecanismo de formação dos picos mais intensos. Para auxiliar na identificação da substancia, o 
espectro RMN de prótons desta substancia também se encontra em anexo. 
 
Espectro de RMN obtido a 90 MHz em solução de CCl4 
 
 
5) (2,5 pontos) A partir dos espectros de RMN de H, de 13C, de massas, de IV e Raman, de uma 
substancia cuja composição elementar é C8H14O4, identifique a estrutura interpretando os sinais 
observados nos espectros. 
Espectros de C8H14O4 
Espectro RMN de 1H: os números acima de cada pico indicam a área relativa integrada para cada pico e a 
estrutura fina do espectro revela pela ordem crescente de deslocamento químico: 6 H formando um tripleto, 
3 H formando um dubleto, 1 H formando um quarteto e 4 hidrogênios formando um quarteto 
 
 
Espectro RMN de 13C 
 
 
Espectro de massas 
 
 
Espectro IV (a tabela abaixo do espectro indica o pico da absorção e a transmitância no pico da banda) 
 
 
Espectro Raman (a tabela abaixo do espectro indica o pico da absorção e a absorbância no pico da banda)