Hướng dẫn giải phổ ir nhóm oh
- 1. U TRÚC CÁC H P CH T H U CƠ B NG CÁC PHƯƠNG PHÁP PH [Spectrometric Identification of Organic Chemistry] CHƯƠNG I: PH H NG NGO I [IR-INFRARED SPECTROSCOPY] CHƯƠNG II: PH C NG HƯ NG T H T NHÂN [NMR- NUCLEAR MAGNETIC RESONANCE] CHƯƠNG III: CÁC BÀI T P T NG H P PH IR VÀ NMR GV: ThS. Hoàng Minh H o
- 2. THAM KH O 1. Nguy n Kim Phi Ph ng [2005], Ph NMR s d ng trong phân tích h u cơ- Lý thuy t- Bài t p- Bài gi i, NXB H Qu c Gia TP. HCM. 2. Robert M. Silverstein, Francis X. Webster [1996], Spectrometic Identification of Organic Compounds, John Wiley & Sons, Sixth Edition. 3. James. V. Cooper [1980], Spectroscopic Techniques for Organic Chemist, John Wiley & Sons. 4. John McMurry [2004], Organic Chemistry, Physical Sciences, Seventh Edition.
- 3. NG NGO I [IR-INFRARED SPECTROSCOPY] I.1. LÝ THUY T CHUNG Theo cơ h c lư ng t : B c x i n t có b n ch t nh nguyên: V a th hi n tính ch t sóng, v a th hi n tính ch t h t. Tính ch t sóng: Mô t b i bư c sóng λ hay t n s ν GV: ThS. Hoàng Minh H o
- 4. [Wavelength, λ]: là kho ng cách gi a hai nút [hay hai b ng], o b ng ơn v là m, cm, mm, µm, nm. T n s [Frequency, ν]: là s bư c sóng mà sóng th c hi n ư c trong m t giây [cps: cycles per second], ư c o b i Hz. [ dài sóng hay bư c sóng] [Biên ]
- 5. c a m t photon [m t lư ng t ]: ε = hν [h: h ng s Planck, h = 6,63.10-34 [J.s]; ν: t n s [Hz] [*]→Bư c sóng [λ] càng ng n thì năng lư ng [E] càng cao và ngư c l i. c: v n t c ánh sáng trong chân không, c = 3.108 m/s] → [*]
- 6.
- 7. Beer: A = ε.C.l Trong ó: A = log[1/T] = log[I0/I] g i là h p th [Absorbance]hay m t quang. [T = I/I0 g i là truy n qua, Transmittance, %]. ε: h s h p th phân t . C: n ng [mol/l]. l: chi u dài bu ng ch a m u [cm]
- 8. m t phân t h u cơ h p th IR? Trong phân t h u cơ có m t s dao ng sau: Giãn i x ng Giãn b t i x ng U n trong m t ph ng U n ngoài m t ph ng C H H H C C C H H H H H →Khi m t phân t ư c chi u x , năng lư ng b c x i n t ư c h p th n u t n s c a b c x phù h p v i t n s c a dao ng.
- 9. các dao ng trong phân t h u cơ u h p th IR? Nh ng dao ng d n t i s bi n i Moment lư ng c c c a phân t m i quan sát ư c trên ph IR. Ví d : B n nguyên t Hydro c a CH4 dao ng m t cách i x ng thì CH4 không h p th năng lư ng IR. Dao ng i x ng c a n i ôi C=C C2H4 và C≡C C2H2 không h p th năng lư ng IR.
- 10. a ph IR: IR spectrum → What molecular motions? → What functional groups? M i lo i dao ng trong phân t h p th m t t n s xác nh. Ph IR giúp ta xác nh ư c các lo i dao ng c trưng c a các liên k t [bonds] hay các nhóm ch c [functional groups] có trong phân t . Các liên k t hay các nhóm ch c: C-C; C=C; C ≡C; C-H; C-O; C=O; C-N; O-H; N-H…
- 11. sóng truynqua
- 12. Bi u th s sóng [wavenumber, cm-1] Tr c tung: Bi u th cư ng h p th qua truy n quang T [Transmittance], thư ng dùng %T. [S sóng] [truynqua]
- 13. C A CÁC H P CH T H U CƠ I.3.1. Ph IR c a các Hydrocarbon béo I.3.1.1. Alkane Trong Alkane có hai d ng liên k t: Liên k t C-H và liên k t C-C. Liên K t C-C: Giãn C-C [Stretching C-C] và u n C-C [Bending C-C]. Dao ng u n C-C xu t hi n dư i 500 cm-1 nên không xu t hi n trên ph . Dao ng giãn C-C xu t hi n 1200-800 cm-1.
- 14. Csp3-H: Giãn C-H [Stretching C-H] và u n C-H [Bending C-H] c a nhóm Methyl [-CH3] và nhóm Methylene [-CH2-] A: C-H stretching [asymmetrical: νas và symmetrical: νs]: 3000-2800 cm-1. B: C-H bending [asymmetrical: δas và symmetrical: δs]: 1470-1300 và 720 cm-1. A B
- 16. nhánh [Branched-chain Alkanes] A: C-H stretching and bending [asymmetrical: νas và symmetrical: νs]: 3000-2800 cm-1. A
- 17. u n C-H c a nhóm isopropyl có 1 mũi ôi m nh [strong doublets] 1385-1380 và 1370-1365 cm-1 v i cư ng như nhau. C: Dao ng u n C-H c a nhóm t-butyl có 1 mũi ôi m nh [strong doublets] 1400-1385 và g n 1370 cm-1. B C
- 18. Csp3-H B: Giãn Csp2-H C: Giãn C=C [N i ôi không liên h p]: 1667-1640 cm-1 D: U n b t i x ng Csp3-H c a nhóm –CH3: 1470 cm-1 B A C D
- 19. v i Csp2 ư c gi ch t hơn so v i Alkane, vì v y giãn t n s cao hơn. D i trên 3000 cm-1 ư c xem như d i c a dao ng Csp2-H. =CH2 3080 cm-1: Giãn b t i x ng [B] 2975 cm-1: Giãn i x ng [Cư ng th p] =CHR 3020 cm-1: Giãn b t i x ng B
- 20. C=C xu t hi n t n s cao hơn Alkane. Peak này xung quanh 1650 cm-1. A: Dao ng giãn C=C: 1640 và 1601 cm-1. A
- 21. Frequency [cm-1] Group
- 22. giãn Csp-H xu t hi n trên “d i không no”: 3270-3315 cm-1. T n s giãn C≡C khá y u nhưng v n nh n ra: C≡C u m ch: 2100-2140 cm-1 C≡Cgi a m ch: 2210-2260 cm-1
- 23. 3314 cm-1 B: C≡C giãn: 2126 cm-1 C: ≡C-H u n [Cơ b n]: 637 cm-1 A B C
- 24. i x ng và i x ng C-H 3000-3100 cm-1 [D i không no]. Dao ng u n ngoài m t ph ng C-H 900-675 cm-1 v i cư ng m nh [Vùng c trưng c a Hydrocarbon thơm]. Giãn C=C 1430-1600 cm-1, thư ng là peak ôi. I.3.1.4. Hydrocarbon thơm
- 25. C-H vòng thơm, 3017 cm-1 B: Giãn C-H nhóm –CH3, 2970, 2940, 2875 cm-1 C: Giãn C=C, 1605, 1497, 1466 cm-1 D: U n C-H vòng thơm, 741 cm-1 [Peak m nh]
- 26. cho các m u [Pattern] y u nhưng r t c trưng 1650-2000 cm-1 A: Vòng thơm th v trí ortho A
- 27. cho các m u [Pattern] y u nhưng r t c trưng 1650-2000 cm-1 A A: Vòng thơm th v trí meta
- 28. cho các m u [Pattern] y u nhưng r t c trưng 1650-2000 cm-1 A A: Vòng thơm th v trí para
- 29. Phenol Khi không có liên k t Hydrogen [Nhóm –OH t do], giãn O-H c a Alcohol và Phenol h p th m nh 3700-3500 cm-1. Khi có liên k t Hydrogen ngo i phân t , giãn O-H c a Alcohol và Phenol h p th m nh 3550-3200 cm-1. Giãn O-H [O-H stretching]:
- 30. [Liên k t Hydrogen ngo i phân t ], 3329 cm-1 A
- 31. a Alcohol và Phenol h p th vùng 1260-1000 cm-1 A A:Giãn C-O, 1231 cm-1
- 32. nh t: Giãn C-O 1060-1020 cm-1 Alcohol b c 2 và b c 3: Giãn C-O 1140-1091 cm-1 Giãn C-O c a Alcohol b c 1 [1054 cm-1]
- 33. [Aliphatic Ethers] cho h p th m nh c a giãn b t i x ng C-O-C 1150-1085 cm-1 Aryl Alkyl Ethers cho h p th c a giãn b t i x ng C-O-C 1275-1200 cm-1 và giãn i x ng 1075-1020 cm-1.
- 34. t i x ng C-O-C: 1254 cm-1. B: Giãn i x ng C-O-C: 1046 cm-1. C: Giãn C=C c a vòng: 1601và 1501 cm-1. B C
- 35. Dao ng giãn C=O c a Ketone, Aldehyde, Carboxylic acid, Ester, Lactone, Acid halide, Alhydride và amide h p th m nh 1870-1540 cm-1. Thông thư ng xu t hi n xung quanh 1750 cm-1. Giãn và u n c a C-CO-C 1300-1100 cm-1, Ketone béo 1230-1100 cm-1, Ketone thơm t n s cao hơn. Khi thay i nhóm Alkyl c a m t Ketone béo b ng m t d nguyên t [hetero atom] s làm thay i d ch chuy n c a nhóm C=O.
- 36. d ch chuy n c a nhóm C=O là do hi u ng c m I [Inductive Effect] và hi u ng c ng hư ng R [Resonance Effect].
- 37. giãn C=O: 1715 cm-1 B: Dao ng giãn và u n C-CO-C: 1213 cm-1 B
- 38. p làm gi m t n s h p th c a nhóm carbonyl Ketone α, β không no h p th 1660-1680 cm-1. Ketone thơm h p th dư i 1700 cm-1. A A: Dao ng giãn C=O, 1686 cm-1 B: Dao ng giãn và u n c a C-CO-C, 1270 cm-1 B
- 39. Giãn C=O dao ng t n s cao hơn c a Ketone: 1740-1720 cm-1 Aldehyde liên h p và Bezaldehyde: Giãn C=O h p th 1710-1685 cm-1 Giãn C-H c a nhóm –CHO 2830-2695 cm-1. Thông thư ng chính xác 2720 cm-1 [Peak c trưng c a Aldehyde]
- 40. giãn C=O, 1728 cm-1 B: Dao ng giãn C-H c a nhóm -CHO, 2715 cm-1
- 41. ng giãn O-H: T o liên k t hydrogen m nh [L ng ho c r n/CCl4 [0,01M], lúc này acid t n t i d ng dimer Acid carboxylic còn có peak c a dao ng u n 1440-1395 cm-1
- 42. giãn O-H, trên 3000 cm-1 B: Dao ng giãn C=O, 1717 cm-1 [D ng dimer] A B C: Dao ng u n C-O-H, 1424 cm-1 C
- 43. peak nhóm C=O t n s cao hơn [bư c sóng ng n] so v i ketone. Ester béo bão hòa: 1750-1735 cm-1. Ester α, β không no: 1730-1715 cm-1 Giãn O-C-C: Kho ng 1200-1100 cm-1.
- 44. 1771 cm-1 B: Giãn b t i x ng O-C-C cm-1: 1200 cm-1
- 45. nh t c a Amine là giãn N-H c a Amine b c 1 và b c 2. Amine b c 1 [Primary Amines]: 3300-3500 cm-1 [Peak ôi]. Amine b c 2 [Secondary Amines]: 3310-3500 cm-1 [Peak ơn]. Giãn N-H t do i x ng và b t i x ng : 3400-3500 cm-1. N u có liên k t Hydrogene thì dao ng giãn bư c sóng dài hơn [