XÁC ĐỊNH CẤU TRÚC CÁC HỢP CHẤT HỮU CƠ BẰNG CÁC PHƯƠNG PHÁP PHỔ (Spectrometric Identification of Organic Chemistry)

XÁC ĐỊNH CẤU TRÚC CÁC HỢP CHẤT HỮU CƠ BẰNG CÁC PHƯƠNG PHÁP PHỔ (Spectrometric Identification of Organic Chemistry) CHƯƠNG I: PHỔ HỒNG NGOẠI (IR-INFRARED SPECTROSCOPY) CHƯƠNG II: PHỔ CỘNG HƯỞNG TỪ HẠT NHÂN (NMR- NUCLEAR MAGNETIC RESONANCE) CHƯƠNG III: CÁC BÀI TẬP TỔNG HỢP PHỔ IR VÀ NMR GV: ThS. Hoàng Minh Hảo TÀI LIỆU THAM KHẢO 1. Nguyễn Kim Phi Phụng (2005), Phổ NMR sử dụng trong phân tích hữu cơ- Lý thuyết- Bài tập- Bài giải, NXB ĐH Quốc 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. CHƯƠNG I PHỔ HỒNG NGOẠI (IR-INFRARED SPECTROSCOPY) I.1. LÝ THUYẾT CHUNG Theo cơ học lượng tử: Bức xạ điện từ có bản chất nhị nguyên: Vừa thể hiện tính chất sóng, vừa thể hiện tính chất hạt. Tính chất sóng: Mô tả bởi bước sóng λ hay tần số ν GV: ThS. Hoàng Minh Hảo Bước sóng (Wavelength, λ): là khoảng cách giữa hai nút (hay hai bụng), đo bằng đơn vị là m, cm, mm, µm, nm. Tần số (Frequency, ν): là số bước sóng mà sóng thực hiện được trong một giây (cps: cycles per second), được đo bởi Hz. (Độ dài sóng hay bước sóng) (Biên độ) Năng lượng của một photon (một lượng tử): ε = hν (h: hằng số Planck, h = 6,63.10 -34 (J.s); ν: tần số (Hz) (*)→Bước sóng (λ) càng ngắn thì năng lượng (E) càng cao và ngược lại. c: vận tốc ánh sáng trong chân không, c = 3.10 8 m/s) → (*) Số sóng (Wavenumber): Định luật Beer: A = ε.C.l Trong đó: A = log(1/T) = log(I 0 /I) gọi là độ hấp thụ (Absorbance)hay mật độ quang. (T = I/I 0 gọi là độ truyền qua, Transmittance, %). ε: hệ số hấp thụ phân tử. C: nồng độ (mol/l). l: chiều dài buồng chứa mẫu (cm) Tại sao một phân tử hữu cơ hấp thụ IR? Trong phân tử hữu cơ có một số dao động sau: Giãn đối xứng Giãn bất đối xứng Uốn trong mặt phẳng Uốn ngoài mặt phẳng C H H H C C C H H H H H →Khi một phân tử được chiếu xạ, năng lượng bức xạ điện từ được hấp thụ nếu tần số của bức xạ phù hợp với tần số của dao động. Tất cả các dao động trong phân tử hữu cơ đều hấp thụ IR? Những dao động dẫn tới sự biến đổi Moment lưỡng cực của phân tử mới quan sát được trên phổ IR. Ví dụ: Bốn nguyên tử Hydro của CH 4 dao động một cách đối xứng thì CH 4 không hấp thụ năng lượng IR. Dao động đối xứng của nối đôi C=C ở C 2 H 4 và C≡C ở C 2 H 2 không hấp thụ năng lượng IR. Vai trò của phổ IR: IR spectrum → What molecular motions? → What functional groups? Mỗi loại dao động trong phân tử hấp thụ ở một tần số xác định. Phổ IR giúp ta xác định được các loại dao động đặc trưng của các liên kết (bonds) hay các nhóm chức (functional groups) có trong phân tử. Các liên kết hay các nhóm chức: C-C; C=C; C ≡C; C-H; C-O; C=O; C-N; O-H; N-H… [...]... truy n qua S sóng truy n qua) ( (S sóng) Tr c hoành: Bi u th s sóng (wavenumber, cm-1) Tr c tung: Bi u th cư ng h p th (Transmittance), thư ng dùng %T qua truy n quang T I.3 PH IR 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... cm-1 C: Giãn C=C, 1605, 1497, 1466 cm-1 D: U n C-H vòng thơm, 741 cm-1 (Peak m nh) D Vòng thơm th cho các m u (Pattern) y u nhưng r t 1650-2000 cm-1 A A: Vòng thơm th v trí ortho c trưng Vòng thơm th cho các m u (Pattern) y u nhưng r t 1650-2000 cm-1 A A: Vòng thơm th v trí meta c trưng Vòng thơm th cho các m u (Pattern) y u nhưng r t 1650-2000 cm-1 A A: Vòng thơm th v trí para c trưng I.3.1.5 Alcohol... 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 : 2100-2140 cm-1 u m ch C≡Cgi : 2210-2260 cm-1 a m ch B A A: ≡C-H giãn: 3314 cm-1 B: C≡C giãn: 2126 cm-1 C: ≡C-H u n (Cơ b n): 637 cm-1 C I.3.1.4 Hydrocarbon thơm Giãn b t no) i x ng và i x ng C-H 3000-3100 cm-1 (D i không 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 . XÁC ĐỊNH CẤU TRÚC CÁC HỢP CHẤT HỮU CƠ BẰNG CÁC PHƯƠNG PHÁP PHỔ (Spectrometric Identification of Organic Chemistry) CHƯƠNG I: PHỔ HỒNG NGOẠI (IR-INFRARED SPECTROSCOPY) CHƯƠNG II: PHỔ CỘNG. một tần số xác định. Phổ IR giúp ta xác định được các loại dao động đặc trưng của các liên kết (bonds) hay các nhóm chức (functional groups) có trong phân tử. Các liên kết hay các nhóm chức:. quang T (Transmittance), thường dùng %T. (Số sóng) (Độ truyền qua) I.3. PHỔ IR CỦA CÁC HỢP CHẤT HỮU CƠ I.3.1. Phổ IR của các Hydrocarbon béo I.3.1.1. Alkane Trong Alkane có hai dạng liên kết: