¿Cómo distinguiría entre orto y para nitrofenol utilizando espectroscopía infrarroja?

La cuestión es que a cualquiera le resultaría difícil justificar cuál de estos dos compuestos habían fabricado utilizando solo un espectro IR, incluso si tuvieran ambos.

ESTRUCTURAS Y MOVIMIENTOS VIBRACIONALES PREDECIDOS

Las estructuras son:

(o-nitrofenol)

(p-nitrofenol)

Los picos que debería ver en función de la estructura de la molécula (y de lo que tengo en mi texto de referencia, Técnicas en Química Orgánica, Mohrig) son:

  • #\mathbf("C"="C")# aromático (tramo): #1620~1440# #"cm"^(-1)#; medio a débil; agudo
  • #\mathbf("C"-"H")# aromático (estirar, doblar): #3100~3000, 900~680# #"cm"^(-1)#, respectivamente; medio a débil; agudo
  • #\mathbf("C"-"O")# alcohol (tramo): #1300~1000# #"cm"^(-1)#; fuerte; agudo
  • #\mathbf("O"-"H")# alcohol (tramo): #3650~3200# #"cm"^(-1)#; medio a fuerte; ancho
  • #\mathbf("NO"_2)# nitro (tramo): #1570~1490, 1390~1300# #"cm"^(-1)#; fuerte; agudo

EL ESPECTRO IR

Aquí hay dos espectros de muestra ejecutados en una pastilla KBr (¿parece recordar que son unos pocos miles de dólares cada uno?):

http://www.oc-praktikum.de/

http://www.oc-praktikum.de/

Debes notar que los espectros son muy similares arriba #"1700 cm"^(-1)#, excepto por el #"O"-"H"# El ALCOHOL se estira cerca #"3200 cm"^(-1)#, que son MÁS FUERTES en el orto espectro.

Además, es posible que note que el orto el espectro es más desordenado a continuación #"1700 cm"^(-1)#. Muchos de esos picos siguen siendo los mismos, como en #"1400~900 cm"^(-1)#, pero algunos picos, como el NITRO y #"C"-"O"# ALCOHOL se extiende a #"1600~1300 cm"^(-1)#, Tienen división adicional y son MÁS FUERTES en el orto espectro.

Eso es importante; ¿Por qué son más fuertes para el orto isómero?

LOS PICOS EN EL ESPECTRO DE IR SURGEN DE UN CAMBIO EN EL MOMENTO DIPOLE

Una cosa que debes recordar es que los picos en los espectros IR surgen de un cambio en el momento dipolar durante el análisis de la muestra. Probablemente puedas imaginar que los cambios en el momento dipolar son disminuido cuando hay más simetría en la molécula

No en vano, la diferencia principal entre los dos compuestos es, por lo tanto, la cantidad de simetría tienen --- cuenta cómo para  el isómero tiene un (#C_2#) eje de simetría justo abajo de los carbonos 1 y 4. El orto El isómero no tiene eso.

MÁS SIMETRÍA REDUCE EL CAMBIO EN EL MOMENTO DIPOLE

El indicador del dirección del vector del grupo nitro se extiende sobre el para  isómero es mas simétrico Con respeto a dirección del vector del grupo hidroxilo se extiende que en el orto isómero, que reduce el cambio general en el momento dipolar durante esos tramos, por lo tanto debilitamiento cualquier pico relacionado con aquellos movimientos vibratorios que se predice que se mostrarán en el espectro IR.

Como resultado, vemos picos más débiles en el objeto más simétrico para  isómero para el #"C"-"O"# y #"O"-"H"# el alcohol se estira cerca #1300# y #"3200 cm"^(-1)# respectivamente, y para el #"NO"_2# nitro se estira cerca #"1600~1300 cm"^(-1)#.

¿ENFOQUE ALTERNATIVO?

Por supuesto, si no hubieras tenido AMBOS espectros frente a ti, es posible que no hayas notado tales sutilezas. Entonces, no diría que esto es un práctico forma de abordar la determinación de qué producto realmente hizo más durante su síntesis.

También deberías considerar tu #\mathbf(""^13 "C")# Espectros de RMN, ya que eso te diría más. los más simetría que tienes en la molécula, la Menos número de carbonos haría Aparecer para aparecer en el #""^13 "C"# espectro, y eso debería ser un indicador mucho más claro que sus espectros IR en cuanto a si realizó el orto o el para  isómero


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