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Universidad Nacional de Colombia, Facultad de Ciencias, Departamento de Química Espectroscopía Aplicada (2015572-01) Taller No. 2 Elaborado por: Eliseo Avella Moreno
UNIVERSIDAD NACIONAL DE COLOMBIA. FACULTAD DE CIENCIAS. DEPARTAMENTO DE QUIMICA ESPECTROSCOPIA APLICADA (2015572-01)
TALLER No. 2 Elaborado por: Profesor Eliseo Avella Moreno
_____ ________________________________________________________________________________ INSTRUCCIONES: Enseguida se da un conjunto de espectros IR, EM, RMN 1H y RMN 13C y algunos datos del compuesto al que corresponden esos esos espectros.
En versión borrador, analice la información de los espectros IR, EM, RMN 1H y RMN 13C. Reconozca, etiquete y determine los desplazamientos químicos de las señales que aparecen en los espectros RMN.
Para cada señal en los espectros RMN, consigne la etiqueta, el valor del desplazamiento químico, el nombre de la multiplicidad observada, el valor de la constante de acoplamiento escalar) y la integral correspondiente, si convienen y es posible medirlas.
Para ordenar la toma de la información desde los espectros, use tablas como las que se indican en seguida, dibuje las estructuras que correspondan con las asignaciones que haga, etiquete todos los diferentes tipos de hidrógeno y de carbono en cada estructura mediante los desplazamientos químicos de la señal que les atribuye en cada espectro, vea si hay equivalencia química o magnética en los núcleos de modo tal que explique la forma de la señal, calcule el desplazamiento químico, siempre que sea posible hacerlo con las tablas incorporadas en el material complementario No. 4, y, finalmente, determine la estructura del compuesto más probable al que corresponden los espectros.
En versión de presentación final (la de entregar en carpeta tamaño carta), consigne la información hallada en los espectros y haga la asignación definitiva del compuesto al que atribuye los espectros mediante tablas con los encabezados que se indican en seguida:
Ejercicio No. ______ Espectro: IR
�̅�𝜈: 𝑐𝑐𝑐𝑐−1 Asignación posible Asignación definitiva
palabras estructura palabras Estructura*
Ejercicio No. ______ Espectro: EM
No. m/z Paridad
Pico tipo1 Ecuación masa2 carga3
Ejercicio No. ______ Espectro: RMN 1H
No. δ (ppm) Multiplicidad
Integral (No. H) Asignación definitiva
Denominación J: Hz En palabras Estructura*
Ejercicio No. ______ Espectro: RMN 13C
No. δ (ppm) Tipo de C Asignación definitiva
En palabras Estructura*
* En la tabla dibuje solo el fragmento de la estructura del compuesto al que alude cada asignación. Dibuje la fórmula estructural desarrollada del compuesto al que corresponden los espectros en cada ejercicio del Taller e indique claramente, mediante el valor del desplazamiento químico de sus señales en los espectros RMN (1H y 13C, por separado y usando solo los valores δ correspondientes) la asignación exacta que hizo de las señales de sus núcleos en los espectros RMN.
1 Indique si es pico de ion fragmentario, pico de ion molecular, pico padre, o pico de abundancia isotópica, según sea el caso. 2 Indique si es masa par o impar. 3 Indique si es un catión (+) o un catión-radical (+
.).
1
EJERCICIO No. 1. Si este compuesto se trata con clorhidrato de hidroxilamina, HONH3Cl, en metanol, basificado más allá del pH del punto de viraje de la timolftaleina, con KOH 2M, se calienta hasta ebullición, se deja enfriar, se acidifica levemente con HCl 2M en metanol, hasta viraje del color del indicador y se agrega gota a gota solución de cloruro férrico al 10 %, genera una coloración roja azulosa que recuerda el color de las cerezas maduras.
Análisis elemental: C: 58,82 %, H: 9,80 %. Espectro IR (sln. en CCl4)
Source T.: 250 °C Sample T.: 140 °C RESERVOIR, 75 eV
m/z int. rel. %
26.0 5.1 27.0 24.8 28.0 14.7 29.0 100.0 30.0 3.0 31.0 5.3 43.0 4.0 45.0 12.6 56.0 3.4 57.0 91.3 58.0 3.1 73.0 5.6 74.0 9.7 75.0 11.6 102.0 10.7
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7 6 5 4 3 2 1 0
-0.03
-0.02
1.14
1.15
1.171.23
1.24
1.26
1.27
2.35
2.372.38
2.40
4.07
4.10
4.124.14
4.15
4.187.25
400 MHz, CDCl3, TMS
ppm
1650
1640.10
1647.171654.29
1661.45
950
939.14
946.38953.73
961.20
500 450
454.59
461.90
469.30
486.53
490.34
497.48
504.58
508.39
Hz Hz Hz
150 100 50 0
0.200.60
8.989.38
9.78
14.02
14.42
28.00
28.40
28.8060.09
60.49
60.8976.28
77.08
77.38
77.88
173.90
40 MHz, CDCl3, TMS. Off resonance
ppm
3
150 100 50 0
0.00
9.1814.22
28.4060.49
76.28
77.18
77.88173.90
100 MHz, CDCl3, TMS. J-mod
ppm
EJERCICIO No. 2. El compuesto, disuelto en CHCl3, reacciona con tricloruro de aluminio recién sublimado.
Si se trata con clorhidrato de hidroxilamina, HONH3Cl, en metanol, en medio basificado con KOH 2M en metanol, más allá del pH del punto de viraje de la timolftaleina, se calienta hasta ebullición el conjunto, se deja enfriar, se acidifica levemente con HCl 2M en metanol, hasta viraje del color del indicador y se agrega gota a gota solución de cloruro férrico al 10 %, entonces se genera una coloración roja azulosa que recuerda el color de las cerezas maduras.
Análisis elemental: C: 75,00 %, H: 8,33 %
4
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150 100 50 0
0.00
13.68
18.38
21.08
36.3166.6876.65
77.18
77.51
128.10129.10
133.04137.84173.47
75 MHz, CDCl3, TMS. RMN 13C Jmod
ppm
Source T.: 250 °C Sample T.: 200 °C RESERVOIR, 75 eV
m/z int. rel. %
27.0 4.8 39.0 4.2 41.0 4.9 43.0 16.2 51.0 3.3 65.0 4.7 71.0 14.8 77.0 14.1 78.0 12.3 79.0 8.9 91.0 9.2 93.0 7.1 103.0 12.9 104.0 31.5
m/z int. rel. %
105.0 100.0 106.0 8.9 107.0 26.7 119.0 3.6 121.0 4.6 122.0 84.8 123.0 7.4 192.0 34.5 193.0 4.6
5
7.5 7.0 6.5 6.0 5.5 5.0 4.5 4.0 3.5 3.0 2.5 2.0 1.5 1.0
0.94
0.96
1.62
1.631.651.661.68
2.29
2.31
2.32
5.10
7.117.127.21
500 MHz, CDCl3, TMS
ppm
1300 1200 1100 1000 900 800 700 600 500 400
463.81
471.03
478.37
801.90809.16
816.45823.73
830.93838.27
1147.22
1152.50
1154.33
1161.77
500 MHz, CDCl3, TMS
Hz
Hz3600 3500
3553.41
3561.233603.01
3610.84
3625.00
1170 1160 1150 1140
1147.22
1152.50
1154.33
1161.77
850 800
801.90
809.16
816.44823.71
830.93
838.27
463.81
471.03
478.37
Hz Hz Hz
EJERCICIO No. 3. El compuesto, disuelto en CHCl3, reacciona con tricloruro de aluminio recién sublimado.
Si se trata con clorhidrato de hidroxilamina, HONH3Cl, en metanol, en medio basificado con KOH 2M en metanol, más allá del pH del punto de viraje de la timolftaleina, se calienta hasta ebullición el conjunto, se deja enfriar, se
6
Universidad Nacional de Colombia, Facultad de Ciencias, Departamento de Química Espectroscopía Aplicada (2015572-01) Taller No. 2 Elaborado por: Eliseo Avella Moreno
acidifica levemente con HCl 2M en metanol, hasta viraje del color del indicador y se agrega gota a gota solución de cloruro férrico al 10 %, entonces se genera una coloración roja azulosa que recuerda el color de las cerezas maduras.
Análisis elemental: C: 75,00 %, H: 8,33 %
7 6 5 4 3 2 1 0
-0.02-0.01
1.061.08
2.012.03
2.062.08
2.092.242.26
2.34
6.95
6.977.167.18
7.25
400 MHz, CDCl3, TMS
ppm
2.10 2.00 1.90
1.99
2.012.01
2.03
2.04
2.062.08
2.09
2.112.12
7
850 800
797.43
803.73
810.25
816.97
824.00830.75
836.22
837.15
843.54
849.91
400 MHz, CDCl3, TMS
HzHz 430 420
425.81432.15
900 850 800
810.25816.97
824.00830.75
849.91
895.16
902.40
Hz2850 2800
2779.582788.002864.00
2872.42
Hz
900 850 800
816.34
823.20823.90
830.75
895.22
902.48
2850 2800
2779.582788.002864.00
2872.42
400 MHz, CDCl3, TMS. Doble resonancia irradiando en 1,07 ppm
Hz Hz
850 800 750 700 650 600 550 500 450 400
425.81432.19
804.91811.24
817.57824.00
843.19
850 800
804.91
811.24
817.57824.00
830.33
836.76
843.19
400 MHz, CDCl3, TMS. Doble resonancia irradiando en 2,25 ppm
Hz
Hz 8
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150 100 50 0
0.00
20.95
22.25
25.3043.0076.2877.08
77.88
121.00129.86
135.43150.99171.22
40 MHz, CDCl3, TMS
ppm
Source T.: 250 °C Sample T.: 160 °C RESERVOIR, 75 eV
m/z int. rel. %
27.0 2.1 29.0 3.2 39.0 2.7 41.0 6.8 43.0 3.0 57.0 23.9 77.0 4.9 79.0 2.8 85.0 9.1 91.0 3.7 107.0 13.0 108.0 100.0 109.0 9.8 192.0 6.0
9
150 100 50 0
0.00
20.95
22.25
25.30
43.0076.28
77.18
77.88
121.00129.86
135.43150.99171.22
40 MHz, CDCl3, TMS
ppm
EJERCICIO No. 4. Si este compuesto se trata con clorhidrato de hidroxilamina, HONH3Cl, en propilénglicol, basificado más allá del pH del punto de viraje de la timolftaleina, con KOH 2M, se calienta a ebullición prolongadamente, luego se deja enfriar, se acidifica levemente con HCl 2M en metanol, hasta viraje del color del indicador y se agrega gota a gota solución de cloruro férrico al 10 %, entonces se genera una coloración roja azulosa que recuerda el color de las cerezas maduras.
Análisis elemental: C: 49,32 %, H: 9,59 % N: 19,18 %
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Source Temperature: 250 °C Sample Temperature: 180 °C RESERVOIR, 75 eV
m/z int. rel. % 26.0 6.2 27.0 19.1 28.0 14.8 29.0 34.5 44.0 100.0 45.0 5.0 54.0 4.8 55.0 5.5 57.0 17.9 72.0 9.8 73.0 48.1
11
7.5 7.0 6.5 6.0 5.5 5.0 4.5 4.0 3.5 3.0 2.5 2.0 1.5 1.0
1.04
1.08
1.11
2.52
2.562.59
2.633.40
7.05 200 MHz, CD3OD.
3.40
3.40
ppm
550 500 450 400 350 300 250 200
208.19
215.34
222.64
504.61
511.66518.89
526.29
200 MHz, CD3OD.
Hz
150 100 50 0
7.8738.24
48.7550.06
176.84
50 MHz, CD3OD
ppm
50 45
47.46
47.89
48.3248.75
49.18
49.61
50.04
150 100 50 0
7.87
38.24
49.2049.63
50.06176.84
ppm
50 MHz, CD3OD. J-mod.
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EJERCICIO No. 5. El compuesto produce un precipitado anaranjado, por reacción con 2,4-dinitrofenilhidracina, NO2)2C6H5NHNH2, en metanol, CH3OH, con algo de H2SO4 y da otro precipitado por reacción con ferrocianuro de potasio, K4[Fe(CN)6], en medio ácido.
Análisis elemental: C: 67,13 %, H: 11,89 %, N: 9,79 %
Source T.: 260 °C Sample T.: 190 °C RESERVOIR, 75 eV
m/z int. rel. %
15.0 6.3 27.0 14.0 28.0 11.2 29.0 11.3 30.0 29.8 41.0 4.4 42.0 15.8 43.0 44.9 44.0 10.0 55.0 12.3 56.0 9.3 57.0 3.3 58.0 42.2 70.0 6.9 71.0 8.3 72.0 6.8
m/z int. rel. %
73.0 4.9 84.0 4.2 86.0 100.0 87.0 6.2 128.0 22.8 140.0 3.0 143.0 8.0
13
3.0 2.5 2.0 1.5 1.0 0.5 0.0
0.00
0.01
0.98
1.00
1.02
2.05
2.23
2.77
2.792.81
2.962.97
2.983.00
3.05
ppm
300 MHz, acetona-d6, TMS
915 910 905 900 895 890 885 880 875 870
870.08
875.74878.84
880.39
884.49
885.00889.14
890.19894.81
895.86900.00
900.51
904.61906.16
909.26
914.92
Hz
850 840 830
829.62
836.54843.55
850.66
Hz 310 300 290
292.85292.94
300.00
307.06
Hz
200 150 100 50 0
0.00
11.79
41.59
46.93
206.13207.91 75 MHz, acetona-d6, TMS
ppm
31.0 30.5 30.0 29.5 29.0 28.5
29.0529.3129.5629.8230.08
30.17
30.3330.59
ppm
14
Universidad Nacional de Colombia, Facultad de Ciencias, Departamento de Química Espectroscopía Aplicada (2015572-01) Taller No. 2 Elaborado por: Eliseo Avella Moreno
47.20 47.10 47.00 46.90 46.80 46.70
46.93
47.00
ppm
31.0 30.5 30.0 29.5 29.0 28.5
29.0529.3129.5629.8230.08
30.17
30.3330.59
ppm
200 150 100 50 0
0.00
11.79
29.0529.31
29.82
30.17
41.5947.00
206.22
207.91
RMN 13C Jmod, 75 MHz, acetona-d6, TMS
47.0 46.5
46.93
47.00
ppm
ppm
15
47.50 47.40 47.30 47.20 47.10 47.00 46.90 46.80 46.70 46.60
46.72
46.79
46.93
47.0047.14
47.21
75 MHz, acetona-d6, TMS. Off resonance
ppm EJERCICIO No. 6. El compuesto, disuelto en CHCl3, produce coloración por reacción con tricloruro de aluminio recién sublimado, disuelve el hexasulfocianatoferriato férrico, Fe[Fe(SCN)6], y cambia el color de una solución de iodo, I2, en disulfuro de carbono, CS2, seco.
Análisis elemental: C: 81,82 %, H: 9,09 %
16
Universidad Nacional de Colombia, Facultad de Ciencias, Departamento de Química Espectroscopía Aplicada (2015572-01) Taller No. 2 Elaborado por: Eliseo Avella Moreno
160 150 140 130 120 110 100 90 80 70 60 50 40 30
28.71
76.6577.08
77.5179.85113.35
113.76125.21
136.45137.73161.62
75 MHz, CDCl3, TMS
ppm
160 155 150 145 140 135 130 125 120 115
113.35
113.56
113.65113.87
125.10125.32
136.34136.56
137.73161.62
75 MHz, CDCl3, TMS. Off resonance
ppm
Source T.: 220 °C Sample T.: 160 °C RESERVOIR, 75 eV
m/z int. rel. %
27.0 1.6 29.0 4.0 39.0 5.3 41.0 6.0 51.0 2.1 55.0 1.1 57.0 6.4 63.0 1.9 65.0 5.6 77.0 3.4 80.5 1.1 91.0 10.8 92.0 1.4
m/z int. rel. %
94.0 1.9 103.0 1.3 119.0 7.8 120.0 100.0 121.0 9.6 161.0 3.0 176.0 2.4
17
160 150 140 130 120 110 100 90 80 70 60 50 40 30
28.71
76.65
77.18
77.5179.85113.35
113.76125.21
136.45
137.73161.62
75 MHz, CDCl3, TMS. RMN 13C Jmod
ppm
7.5 7.0 6.5 6.0 5.5 5.0 4.5 4.0 3.5 3.0 2.5 2.0 1.5
1.25
5.065.125.52
5.616.716.87
6.917.42200 MHz, CDCl3, TMS
ppm
1500 1450 1400 1350 1300
1314.251331.79
1342.66
1374.18
1382.64
1450.00
1483.29
1491.75
Hz
18
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1130 1120 1110 1100 1090 1080 1070 1060 1050 1040 1030 1020 1010
1012.481023.35
1104.891122.42
200 MHz, CDCl3, TMS
Hz
EJERCICIO No. 7. El compuesto, disuelto en CHCl3, reacciona con tricloruro de aluminio recién sublimado.
Si se trata con clorhidrato de hidroxilamina, HONH3Cl, en metanol, en medio basificado con KOH 2M en metanol, más allá del pH del punto de viraje de la timolftaleina, se calienta hasta ebullición el conjunto, se deja enfriar, se acidifica levemente con HCl 2M en metanol, hasta viraje del color del indicador y se agrega gota a gota solución de cloruro férrico al 10 %, da una coloración roja azulosa que recuerda el color de las cerezas maduras.
Análisis elemental: C: 75,00 %, H: 8,33 %
19
7.5 7.0 6.5 6.0 5.5 5.0 4.5 4.0 3.5 3.0 2.5 2.0 1.5 1.0
0.940.96
1.671.692.28
2.302.32
2.993.014.17
4.194.20
7.17
7.20
7.247.25
7.30 7.20
7.20
7.25
400 MHz, CDCl3, TMS
ppm
ppm
Source T.: 250 °C Sample T.: 160 °C RESERVOIR, 75 eV
m/z int. rel. %
27.0 5.7 39.0 3.9 41.0 5.8 42.0 1.0 43.0 31.1 44.0 1.0 51.0 3.2 63.0 1.1 65.0 3.5 71.0 26.5 72.0 1.2 77.0 5.1 78.0 3.1 79.0 2.7
m/z int. rel. %
91.0 6.9 92.0 1.2 103.0 3.8 104.0 100.0 105.0 16.6 106.0 1.0
20
Universidad Nacional de Colombia, Facultad de Ciencias, Departamento de Química Espectroscopía Aplicada (2015572-01) Taller No. 2 Elaborado por: Eliseo Avella Moreno
1700 1600 1500 1400 1300 1200 1100 1000 900 800 700 600 500 400
376.41
383.76
638.63
645.89
653.16660.42
667.64
674.99
911.78
919.03
926.321189.00
1195.90
1203.001667.80
1674.80
1681.80
400 MHz, CDCl3, TMS
Hz
1700 1600 1500 1400 1300 1200 1100 1000 900 800 700 600
584.39
591.41
598.73920.37
927.53
934.711189.00
1195.90
1203.001667.80
1674.80
1681.80
400 MHz, CDCl3, TMS.
Irradiación en 0,94 ppm
Hz
2.5 2.0 1.5 1.0
0.92
0.94
0.96
1.59
1.61
1.631.65
1.67
1.68
2.29
2.31
2.33
2.82
ppm
400 MHz, CDCl3, TMS. Irradiación en 4,19 ppm
Hz950 900 850 800 750 700 650 600 550 500 450 400 350
369.47
376.67
384.02
637.39644.65
651.92659.17
666.49673.74
916.72
923.97
931.25
400 MHz, CDCl3, TMS. Irradiación en 4,19 ppm
21
150 100 50 0
0.00
13.68
18.5536.4362.9076.76
77.18
126.22
128.40128.94
138.90173.63
ppm
100 MHz, CDCl3, TMS. RMN 13C Jmod
EJERCICIO No. 8. El compuesto, disuelto en CHCl3, reacciona con tricloruro de aluminio, AlCl3, recién sublimado y produce coloración. Por reacción con 2,4-dinitrofenilhidracina en metanol con algo de H2SO4, genera un precipitado anaranjado.
Análisis elemental: C: 81,82 %, H: 9,09 %
22
Universidad Nacional de Colombia, Facultad de Ciencias, Departamento de Química Espectroscopía Aplicada (2015572-01) Taller No. 2 Elaborado por: Eliseo Avella Moreno
200 150 100 50
22.32
26.4030.1345.0376.65
77.0877.51
128.04129.54
141.11197.80
75 MHz, CDCl3, TMS. RMN 13C
ppm
140 130
128.04129.54
134.80141.11
ppm
200 150 100 50
22.32
26.4030.13
45.0376.65
77.18
77.51
128.04129.54
134.80141.11197.80
75 MHz, CDCl3, TMS. RMN 13C Jmod
ppm
23
8.0 7.5 7.0 6.5 6.0 5.5 5.0 4.5 4.0 3.5 3.0 2.5 2.0 1.5 1.0
0.920.95
1.811.85
1.881.91
1.982.01
2.05
2.482.51
2.58
7.23
7.25
7.277.85
ppm
200 MHz, CDCl3, TMS
7.30 7.20
7.23
7.25
7.27
Source T.: 220 °C Sample T.: 160 °C RESERVOIR, 75 eV
m/z int. rel. %
27.0 3.8 39.0 4.8 41.0 6.6 43.0 40.8 51.0 3.8 63.0 3.5 65.0 4.4 77.0 5.1 89.0 6.3 90.0 11.3 91.0 21.2 92.0 3.4
m/z int. rel. %
105.0 14.0 115.0 4.2 118.0 6.3 119.0 13.5 133.0 17.0 134.0 26.6 147.0 3.6 161.0 100.0 162.0 12.4 176.0 34.0 177.0 4.6
24
Universidad Nacional de Colombia, Facultad de Ciencias, Departamento de Química Espectroscopía Aplicada (2015572-01) Taller No. 2 Elaborado por: Eliseo Avella Moreno
400 350
356.02
362.84
363.38
369.33
369.70
376.05
376.53
382.67382.90
389.14389.48
389.82
395.98396.31
402.80403.43
409.62
Hz
200 MHz, CDCl3, TMS
200 190 180
183.95190.73
Hz
LISTA DE PROBABLES
octanamida N-etilformamida 4´-butilacetofenona ácido 4-amilbenzoico γ-caprolactona propionamida 4-dietilamino-2-butanona hexanofenona crotonato de etilo propionato de etilo butirato de 4’-metilbencilo ácido 3-metil-2-fenilvalérico butirato de fenetilo valerato de bencilo 4-metil-1-fenil-2-pentanona ácido ciclopentanocarboxílico formiato de butilo 4-terbutoxiestireno 4-metoxi-2-butanona 4’-butoxiacetofenona benzoato de isopentilo p-ciclohexilfenol acetato de p-secbutilfenilo fenilacetato de isobutilo pentametilbenzaldehido 2,5 hexanodiona isovalerato de p-tolilo 4-(2-aminoetil)ciclohexanol N-butilbutiramida acetato de propilo ácido trans-3-hexenoico 4’-isobutilacetofenona N-metilacetamida N,N-dimetilformamida o-ciclohexilfenol 4-terbutilbenzoato de metilo
25