Relatório - INSTRUMENTAL

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UNIVERSIDADE FEDERAL DE SANTA MARIA 
CENTRO DE CIÊNCIAS NATURAIS E EXATAS 
DEPARTAMENTO DE QUÍMICA 
QMC 1087 – INSTRUMENTAÇÃO ANALÍTICA APLICADA A 
PROCESSOS QUÍMICOS III 
PROF°. GIOVANNI BRESSIANI PEDROSO 
 
 
 
 
 
GRAZIELA IOP ROCHA 
 
 
 
 
 
IDENTIFICAÇÃO DE ESTRUTURA UTILIZANDO TÉCNICAS 
ESPECTROMÉTRICAS E ESPECTROSCÓPICAS 
Relatório 
 
 
 
 
 
 
Santa Maria, RS 
2018 
 
 
Sumário 
1 OBJETIVO ..................................................................................................................................... 2 
2 MATERIAIS E MÉTODOS .......................................................................................................... 3 
2.1 MATERIAIS ........................................................................................................................... 3 
2.1.1 Injeção no equipamento de IC-MS ......................................................................... 3 
2.1.2 Injeção no equipamento de LC-MS ........................................................................ 3 
2.2 MÉTODOS ............................................................................................................................. 3 
2.2.1 Injeção no equipamento de IC-MS ......................................................................... 3 
2.2.2 Injeção no equipamento de LC-MS ........................................................................ 4 
3 RESULTADOS E DISCUSSÃO ................................................................................................. 5 
4 CONCLUSÃO .................................................................................................................................. 10 
 
 
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1 OBJETIVO 
 
 O presente trabalho tem como objetivo determinar a estrutura de um 
composto desconhecido elucidando espectros obtidos por diversas técnicas de 
análise espectrométrica e espectroscópica, como Espectroscopia do Infravermelho, 
Espectrometria de Massas, como IC-MS, GC-MS e LC-MS e Ressonância 
Magnética Nuclear (RMN) do Carbono e do Hidrogênio. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
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2 MATERIAIS E MÉTODOS 
 
2.1 MATERIAIS 
 
2.1.1 Injeção no equipamento de IC-MS 
 
Para esta técnica utilizou-se uma solução de 10 mg de amostra sólida 
desconhecida solubilizada em 10 mL de água, vials de 25 mL, pipetador automático, 
água deionizada, acetonitrila e um equipamento de IC-MS. 
 
2.1.2 Injeção no equipamento de LC-MS 
 
Para esta injeção utilizou-se o equipamento Xevo UHPLC-MS/MS – G2 TOF 
da Waters, uma ponta de espátula do composto desconhecido, vials de 2 mL, 
metanol, acetonitrila, água deionizada, solução de calibração de formiato de sódio e 
leucina encefalina e uma seringa. 
 
2.2 MÉTODOS 
 
 
2.2.1 Injeção no equipamento de IC-MS 
 
Inicialmente, utilizando uma solução de 10 mL do composto desconhecido 
calculou-se sua concentração inicial, que foi de 1000 mg L-1, e com isso, em um vial 
de 25 mL, pipetou-se 0,1 mL desta solução juntamente com 5 mL de acetonitrila e 5 
mL de água deionizada. 
 Em seguida, esta mistura foi solubilizada e injetou-se no equipamento para 
posterior análise do espectro. 
 
 
 
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2.2.2 Injeção no equipamento de LC-MS 
 
Primeiramente, calibrou-se o equipamento utilizando formiato de sódio e 
após, injetou-se leucina encefalina para confirmar a calibração, e com a massa 
encontrada calculou-se o erro. 
 Em seguida, preparou-se a solução utilizando uma ponta de espátula do 
composto desconhecido, que foi acionado em um vial de 2 mL, este composto foi 
solubilizado em metanol e acetonitrila. Com auxílio de uma seringa adicionou-se 10 
μL desta solução a um outro vial de 2 mL e diluiu-se com acetonitrila e solução de 
água/ácido fórmico 0,1%. A seringa foi lavada após cada uso com duas soluções de 
acetonitrila. Com isto, a solução foi injetada no equipamento para obtenção do 
espectro. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
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3 RESULTADOS E DISCUSSÃO 
 
Com estes métodos foi possível obter espectros para análise da estrutura do 
composto desconhecido. Também foram utilizadas outras técnicas para obter 
espectros como Espectroscopia do Infravermelho, GC-MS e Ressonância Magnética 
Nuclear (RMN) do Carbono e do Hidrogênio. 
 Ao analisar o espectro obtido por Infravermelho, Figura 1, pode-se observar 
um pico fraco em 3047,97 cm-1, o que indica a presença de uma hidroxila. Ao 
analisar a região harmônica é possível verificar a presença de aromaticidade, pois 
os picos estão com baixa intensidade. Pode-se verificar picos em 1.260 e 1.00 cm-1, 
o que indica uma deformação axial de C-O, o que é proveniente de fenóis. Pode-se 
verificar a baixa intensidade dos picos deste espectro, o que se justifica pela 
ressonância do anel benzênico. 
Figura 1 – Espectro obtido por Espectroscopia do Infravermelho 
 
 Utilizando a técnica de Espectrometria de Massas utilizando TOF como 
analisador de massas foi possível obter o espectro abaixo, Figura 2. Analisando o 
mesmo foi possível verificar que a molécula era difícil de fragmentar e que possuía 
isômeros, o que indica que a molécula não é rígida, podendo rotacionar. Pode-se 
observar um pico em 146,0607 m/z o que indica o íon molecular e também o pico 
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base. Considerando a fragmentação desde composto, por a técnica utilizar 
ionização por Electrospray no modo positivo foi necessário descontar 1 Da de massa 
do íon molecular, assim, é possível concluir que a massa do composto é 145 m/z. 
 Ainda considerando o espectro de fragmentação pode-se verificar um pico em 
118,0657 m/z o que indica a perda de acetileno, devido a quebra do anel benzênico, 
também pode-se verificar o pico em 91,0538 m/z, característico do íon tropílio, o que 
confirma a presença de anel benzênico. 
 Com a massa do composto pôde-se supor que há Nitrogênio na molécula pois 
obteve-se uma massa de valor ímpar. 
Figura 2 – Espectro obtido por LC-MS 
 
 Ainda utilizando a técnica de Espectrometria de Massas obteve-se um 
espectro utilizando a técnica de GC-MS, conforme a Figura 3, neste espectro pode-
se confirmar que a massa do composto é 145 m/z confirmando assim que há 
Nitrogênio na molécula, e que só há um, pois se houvessem dois a massa deveria 
ser par. 
 
 
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Figura 3 – Espectro obtido por GC-MS 
 
 
 Obteve-se, também, um espectro pela técnica de IC-MS, contudo este não foi 
utilizado para nenhuma elucidação pois os outros foram suficientes para obter as 
informações possíveis através da técnica de Espectrometria de Massas. 
 Por fim, foram obtidos espectros através da técnica de Ressonância 
Magnética Nuclear (RMN). 
 Para o RMN13C, como pode-se visualizar na Figura 4, o espectro possui nove 
picos, o que indica que na molécula há nove Carbonos, também pode-se observar 
que esse espectro não possui sinais na faixa de 30 e 40 ppm, o que indicaria cadeia 
de alcanos, assim os 9 Carbonos precisam estar dentro de anéis, que nos sugere 
dois anéis aromáticos. Verificou-se dois picos próximos a 150 ppm, que são os picos 
de deslocamento dos Carbonos próximos do Nitrogênio e da hidroxila, estes valores 
são altos devido a eletronegatividade do N e do O, o que causa redução na 
blindagem diamagnética. Os picos em aproximadamente 120 ppm possuem valor de 
deslocamento mais baixo pois são oriundos de Carbonos que estão mais longe dos 
elementos eletronegativos. 
 Ainda considerando os 9 Carbonos concluiu-se que o nitrogênio só poderia 
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estar dentrode um anel benzênico, o que sugere uma piridina. Também pode-se 
concluir que a hidroxila está ligada como um substituinte em outro anel , o que 
sugere o fenol que pôde ser observado anteriormente, no espectro de IR. 
 
Figura 4 – Espectro obtido por RMN13C 
 
 Para a técnica de RMN1H obteve-se o espectro que está disposto na Figura 5, 
abaixo. Analisando o mesmo pode-se concluir que a molécula possui 6 Hidrogênios, 
que não há nenhum pico abaixo de 7 ppm, o que confirma a ausência de cadeia de 
alcanos, concluindo assim que a molécula é composta por anéis benzênicos. 
Também pode-se concluir que os sinais foram gerados desta maneira por causa da 
ressonância do anel. 
 Por fim, para determinar a posição do N e do OH na molécula analisou-se os 
singletos, dupletos e quartetos gerados. O quarteto gerado em aproximadamente 8,8 
ppm representa o deslocamento químico do Hidrogênio ligado ao Carbono ligado ao 
Nitrogênio do anel. Já os sinais gerados em aproximadamente 8 e 8,2 ppm estão 
representam o deslocamento do hidrogênio ligado ao Carbono próximo ao OH. 
Estes valores são altos pois estes átomos de Hidrogênio estão menos desblindados 
que o restante dos Hidrogênios da molécula em decorrência da eletronegativide do 
N e do O. 
 Os sinais entre 7,4 a 7,7 ppm representam o deslocamento químico de 
Hidrogênios de anéis aromáticos. 
 
 
 
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Figura 5 – Espectro obtido por RMN1H 
 
 Com isto, foi possível verificar que o composto desconhecido possui 9 
Carbonos que estão dispostos em dois anéis benzênicos, que contém um Nitrogênio 
dentro de um dos anéis, o que caracteriza uma piridina. Também, que possui uma 
hidroxila, que está ligada como substituinte em outro anel, o que caracteriza um 
fenol, como pode-se observar na Figura 6. 
Figura 6- Estrutura obtida através da elucidação dos espectros 
 
 
 
 
 
 
 
 
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4 CONCLUSÃO 
 
Através da aplicação de diversas técnicas Espectrométricas e 
Espectroscópicas para obtenção de espectros foi possível determinar a estrutura de 
um composto desconhecido, concluindo assim o objetivo. Concluiu-se que a fórmula 
estrutural da molécula é C9H7NO e massa da molécula é 145, 0528 g/mol. 
 Também observou-se que a molécula é composta por uma piridina e um fenol 
e pôde-se verificar os valores de deslocamento químico para determinar a posição 
das funções químicas. 
 Com isto, o composto desconhecido é a 8-Hidroxiquinolina, que é o composto 
ativo do medicamento Cerumin ® e também é um poderoso agente quelante 
pertencente ao grupo das oxinas, que possui boa solubilidade em solventes 
orgânicos.