IR-tablas 35276 - Es un documento muy útil para la interpretación de los espectros FTIR PDF

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Es un documento muy útil para la interpretación de los espectros FTIR...

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Tablas de Espectroscopía Infrarroja Elaboradas por: Francisco Rojo Callejas

Figura IR-1 Regiones básicas de un espectro de Infrarrojo

4000

3000

2000

1500

1000

*

* *

C

O H y >N H

C y

C

y

-1

n (cm )

500

* *

C , C O y C N

N N

C

H

C

H

de >

C

C H y

-CH2 -CH3

>C O

4000

3000

2000

n (cm-1)

1500

1000

500

Figura IR-2 Algoritmo general de interpretación de espectros de IR T5

y

T7 ¿3200~3650?

Agua en la muestra, alcoholes o aminas. Usar las tablas 5 y7.

solo dos ¿CH2 Ó CH 3?

T1 T2 y T3

¿2800~3000?

sí

¿cuantas señales?

¿1475~1445? ¿CH2 Y tres o más CH 3?

¿3000~3100?

sí

Cierto, CH 2 y/o CH 3

sí

sí

sí

Aromático

¿900~650?

¿1600~1680?

¿1750~1860?

T4

sí

¿1950~2300?

>C=CH 2

sí

T6 4000

El número, forma y posición, junto con sus pequeños sobretonos en 2000~1650 caracterizan las posiciones sustituídas del anillo bencénico

Triple enlace o dobles geminales: Acetileno: -CºCNitrilo: -CºN + Diazo: -(NºN)+, >C=N= NAlenos: >C=C=C< Tiocinanato y sim.: -S-CºN, -N=C=S, -N=C=O Cetenos y sim.: >C=C=O, >C=C=N

¿1540~1850?

3000

Cadenas de -(CH2 )n con n³4

-CH3

no Alqueno, dieno, polieno

¿730~710? sí

¿1385~1365?

dos señales: ¿1490~1550 y 1550~1610?

Insaturaciones: alqueno ó aromático

sí

2000

Analizar usando el diagrama de flujo de la figura IR-4

Carbonilo. Analizar usando el diagrama de flujo de la figura IR-6

1500

1000

n (cm-1)

500

TABLA IR-I ALCANOS Grupo

Nº de onda (cm-1)

c mol

−1

(3)

H

C

2970~2950 2880~2860

ch m

70 30

νas -CH3 νs -CH3

1470~1450 1385~1365

m ch

< 15 15

δas -CH3 δs -CH3

2935~2915 2865~2845 1470~1445

ch ch m

75 45 8

νas -CH2νs -CH2tijera -CH2-

730∼710

ch

3

rocking -(CH2)n-

(4) -(CH2)4-O(5)

CH3

2890 1340 742∼734 1170

CH

CH3

(6)

CH3 C

CH3

CH3

(7) C cuaternario

débil débil

ν CH δ CH

ch, mas débil que el doblete de 1380 (ε≈15).

1145 1255

ch ch

" "

1210

ch

"

1195

ch

" "

rocking de -CH2esqueleto

" "

CH3

(8)

1215

ch

3050

m

C

1020∼1005

m

(9) ver tabla XI C

O

C

(H) C

Hombro en 1145 de la de 1170. Posición mas estable que la de la banda en 1210.

De estas dos la de 1195 es mas estable, la señal en 1215 es un hombro de la primera.

20∼80

esqueleto

3000

20∼60

ν CH metino

Normalmente obstruido por señales fuertes de otro tipo. Se desplaza hasta 3040∼3030 al incrementar la tensión del grupo epoxi, p. ej. unido a ciclopentanos.

3050

30

νas CH2 metileno νas CH2

CH2

10) (11) O-CO-CH3

1380∼1365

(12) -CO-CH3

1360∼1355

(13) -COOCH3

1440∼1435 1365∼1356 1440∼1400

(15) -CH2-C=C -CH2-C≡C(16) -CH2-N+

corresponde a la banda en 720 de (2). Un doblete en 1380 sugiere grupos gem-dimetilo; la confirmación se realiza por la vibración del esqueleto (5)-(7).

Ausente en anillos sin -CH2-

3050

(14) -CH2-CO-

1445 en ciclopentanos, 1450 en ciclohexanos. Se desplaza por hiperconjugación (ver (14)-(16)). Presente cuando n≥4. Ocasionalmente como doblete en sólidos. Mas alto a menor n. Propilo 743∼734; Etilo 790∼770. El -CH2- también tiene bandas de flexión en ∼1300 (ε≅1). Los espectros de sólidos con cadenas largas y grupos polares terminales (ácidos, ésteres, amidas) muestran una serie de bandas regulares entre 1350∼1180. sin uso práctico sin uso práctico

"

H

NH

Doblete en gem-dimetilos (ver (5)-(7)). Junto a carbonilos ver (11)-(13).

νas CH2

CH2 C

2830∼2815 (ε 35∼75) en -OMe, ausente en -OEt. 2730∼2820 (ε 15∼21) en -NMe, ausente en -NEt. 2820∼2710 en metilendioxi.

También absorbe en 930∼725. " "

CH3 C

Notas

⋅ l ⋅ cm−1h

(1) -CH3

(2) -CH2-

Origen

Intensidad

1445∼1425 1440∼1400

Caracterizado por su alta intensidad. Al acetilar la banda en 1380 se vuelve mas intensa que la de 1460. Lo mismo ocurre con acetatos de enol y fenol. Ocasionalmente se vuelve doblete. Se desplaza a frecuencias menores que la flexión usual de CH3 (1380). Señal aguda e intensa. La flexión asimétrica permanece en su posición usual (1460), pero se desplaza en los terpenos (1420∼1425). δas -CH3. También con bandas en 1135, 1155, 790∼760. δs -CH3 La flexión de todos los metilenos activos se observa como una serie de bandas intensas y agudas entre las bandas comunes de 1465 a 1380. Lo mismo ocurre con -CH2-SO2- y otros. La integración de la intensidad pudiera proporcionar el número de metilenos activos. No es muy intensa. Los dobles enlaces pudieran ser de aromáticos. La intensidad disminuye aún mas si el -CH2- está entre dos enlaces múltiples (dobles o triples). El -CH2- adyacente al N+ también se desplaza como los dos anteriores. Si aparecen nuevas bandas al convertir la amina en sal, entonces se sabe que hay grupos -CH2-N-.

TABLA IR-II ALQUENOS 1. Frecuencias de estiramiento C-H (εε entre paréntesis). A)

3080, m(30)

νas CH2

3000~2975, m

νs CH2

3020, m

ν C-H

=CH2

C H

B)

Las bandas por encima de 3000 sugieren la presencia de insaturados =CH- (alquenos, aromáticos). La banda de 30002975 se traslapa con los alcanos.

2. Señales de estiramiento C=C y de flexión =C-H, afectadas por el tipo de sustituyente Tipo

Sobretono de la Flexión en el plano flexión fuera del δ CH. plano δ CH. 1420, m (10~20). Se encima con las señales de CH2 de 1860~1800 alcanos, (14)-(16) m (30) 1300, m~ancho 1415, m (10~20). Misma región de 1800~1750 tabla I, (14)-(16). m (30)

ν C=C

C) vinilo terminal R-CH=CH2

D) metileno terminal R1 C CH2 R2 E) cis, disustituído H H C C R1 R2

1660~1620 m (40)

1665~1645 m (35)

1415, m (10~20)

1660~1620 m (10)

Flexión fuera del plano δ CH.

990, ch (50) y 910 ch (110); Incluye las flexiones simétrica y asimétrica de los 3 H.

890, ch (100~150). Flexión asimétrica. 730~675, m (40). Ocasionalmente dudoso. En cíclicos aparecen varias bandas semejantes entre 800~650 (ε≈50∼100), difícil asignarlas.

F) trans, disustituído

H C C R1

R2

965, ch (100). Flexión asimétrica de los H.

1680~1660 ancho~m

840~800, ch (40). Los cíclicos dan dos señales entre 850~790.

H

G) trisustituído R2 R3 C C R1 H H) tetrasustituído

R2

1680~1660 ancho (2)

C C

R1

R3 R4

1680~1660 ancho, intenso cuando está unido directamente a O ó N.

No hay, pero los CH2 contiguos (>C=C-CH2) se pueden detectar por su flexión (Tabla I, (15)).

3. Dobles enlaces conjugados Grupo

ν C=C

I) Dieno

1650 y 1600

J) Trieno

1650 y 1600; en ocasiones solo una banda y en otras la de 1600 aparece como un hombro de 1650. Banda ancha en 1650~1580

K) Polieno

δ C-H (fuera del plano) La conjugación influye poco. En ocasiones la banda trans de 965 sube a 990. La banda cis aparece en 720, a veces como un prupo.

TABLA IR-III AROMÁTICOS Posición 1) 3100~3000

Intensidad ε Menos de 60

2) 2000~1660, Baja, ~5 varias bandas, ver figura IR-1

3) 1600~1580 1500~1490

Variable, menos de 100. La señal de 1600 en ocasiones es mas intensa que la correspondiente (1680-1620) de alquenos

Origen Estiram C-H y combinaciones Sobretono de las flexiones fuera del campo C-H y combinaciones

Notas En algunos aromáticos la banda principal está debajo de 3000 cm-1 Grupo de 2 a 6 bandas pequeñas, característico del patrón de sustitución, comparar con fig. IR-3, si necesita ampliar concentre la muestra. Los carbonilos ocultan estas señales. Nucleo bencénico Usualmente 1500 es mas intensa que 1600. Conjugado con dienos da otra señal en 1580. Los sistemas condensados absorben en 1650-1600 y dos bandas en 1525-1450.

Flexiones fuera del plano (debajo de 900 cm-1) Bandas muy intensas, ε≈100 a 500. El número, forma e intensidad relativa depende de los hidrógenos libres, como lo muestra la fig. IR-3. Para piridinas y similares se usa la misma tabla, el heteroátomo se considera entonces un sustituyente.

Flexiones en el plano (1225~950 cm-1) Estas señales son solo complementarias, pues los estiramientos C-C, C-N y C-O caen en la misma región. Aparecen varias señales en función del número de hidrógenos. Señales débiles, pero agudas, que pueden aumentar significativamente en presencia de grupos polares. Sustituyentes en: 11:21:31:41:2:31:2:41:3:5-

1175~1125, 1110~1070, 1070~1000 1225~1175, 1070~1000 (doblete), 1000~960 1175~1125, 1110~1070, 1070~1000 1225~1175, 1070~1000 (doblete) 1175~1125, 1110~1070, 1070~1000, 1000~960 1225~1175, 1175~1125, 1070~1000 (doblete), 1000~960 1175~1125, 1070~1000

1900

100

1800

900

1700

800

700

600

500

400

1900

100

1800

1700

900

800

600

700

500

400

%T

%T 710-690

90

100

1900

1800

1700

900

800

700

600

500

400

%T

90

90

770-730 870-855

745-705 780-760

Figura IR-5 Señales Características de Sustituciones en Aromáticos 1900

100

1800

1700

900

800

700

600

500

400

1900

100

%T

%T

90

90

1800

1700

900

800

700

600

500

400

100

1900

1800

1700

900

800

700

600

500

400

700

600

500

400

%T 90 890-840 865-810

730-675

770-725

1900

1800

1700

900

700

800

600

500

400

100

100

1900

1800

1700

900

800

700

600

500

400

%T

%T

1900

1800

1700

900

800

%T

90

90

100

90

885-870

885-870

870 710-690 825-805

810-750

100

1900

1800

1700

900

800

700

%T 90

840-810

600

500

400

100

1900

1800

1700

900

710-690

800

700

600

500

400

1900 100

%T

%T

90

90

810-800

1800

1700

900

800

700

600

500

400

No hay señal

TABLA IR-IV: ENLACES X≡Y, X=Y=Z. Grupo Acetileno terminal, -C≡CH

Acetileno central, -C≡C-

Posición (cm-1) Estir. -C≡C-: 2230~2210 Estir. ≡C-H: 3320~3280

2235~2215

ε 5 100

1

1335~1325 Aislado: 2260~2240 Conjugado: 2240~2210

10~150

Sales de diazonio, -(N≡N)+ Diazo -CH=N+=N>C=N+=NDiazocetonas-CO-CHN2

2280~2240 2050~2035 2030~2000 2100~2090

Medio

Alenos >C=C=C<

Las cianamidas (=N-C≡N) dan igual que los conjugados. Los cianuros alcalinos (NaCN, KCN) producen una señal intensa del carbanión en 2100~2050. La posición depende del contraión

En aromáticos el estiram. del carbonilo se desplaza a 1645, en alifáticos a 1630~1605 Se divide si el aleno es terminal y tiene grupos electroatrayentes (e.g. acidos, cetonas). 850 mas intensa que 1950, sobretono en 1700. Muy intensa, no le afecta conjugación Mas intensa que carbonilo. Los aromáticos dan este doblete asimétrico. Estiram. asim., en aromáticos se divide Estiram. sim.

2070~2060 1950

850 (solo si el aleno es terminal, flexión C-H) Isocianato -N=C=O 2275~2250 Carbodiimida, -N=C=NAlifática: 2140~2130 Aromática: 2145 2115 Azida, -N3 2160~2095 1340~1180 Tiocianato, -S-C≡N Alifático 2140 Aromático 2175~2160 Isotiocianato, -N=C=S Alifático 2140~1990 y 1090 Aromático 2130~2040, 1250 y 930 Ceteno, >C=C=O ~2150 Cetenimina, >C=C=N ~2000 Bióxido de carbono, 2349.3 O=C=O, CO2 720.5 667.3

La señal en ~3300 es muy aguda.También hay una flexión del enlace C-H en 700~600 y ocasionalmente el sobretono en 1300~1200 Desaparece si la simetría es alta ~1330 causado por flex. -C≡C-CH2-

Nitrilo -C≡N

-CO-CRN2

Notas

1300~2000 1340~1580 1380~1680 400~1560 intensa débil Mas intensas que 2100 un poco ancha, dividida o con isocianatos hombros.

intensa

Estiram. antisim., estruct. Fina Las tres son señales finas, usadas en la calibración del equipo.

Fig. IR-4 Algoritmo para la interpretación de señales en la zona 2300-1950 cm ¿2300~2240?

sí

no

¿intensa?

sí

nitrilo aislado -CºN ó sales de diazonio -(NºN) +

isocianato -N=C=O

3 (cont.)

no no

¿2240~2210?

sí

no

¿2180~2160?

sí

¿3320~3280, chica, pero aguda?

acetileno terminal -CºCH, comprobar con 700~600

sí

¿1335~1325?

nitrilo conjugado >C=CH-CºN ó cianamida =N-CºN ó acetileno central R-CºC-R'

acetileno central

no

sí

¿intensa?

sí

¿aromático?

sí

tiocianato aromático f-S-CºN

no

¿2160~1980?

no

¿1970~1940?

sí

aleno >C=C=C<

-1

no sí

¿intensa?

sí

¿ancha, con hombros o doblete ancho?

no

¿2160~2140?

sí

isotiocianato -N=C=S

¿doblete asimétrico?

sí

no

sí

carbodiimida aromática f-N=C=N-

carbodiimida alifática R-N=C=N-R' (2140~2130) ó tiocianato alifático -S-CºN (2150~2130) ó azida -N3( buscar señal en 1340~1180)

ceteno >C=C=O

no

sí

¿hay carbonilo? (punto 5) no

¿2055~2035?

¿2110~2080?

sí

diazocetona -CO-CHN2

¿2075~2060?

sí

diazocetona -CO-CRN2

no

sí

grupo diazo: -CH=N+ =N-

no

¿2030~1980?

4000

3000

sí

grupo diazo RR'C=N+ =N- ( 2030~2000) ó cetenimina >C=C=N (2010~1980)

2000

-1

n (cm )

1500

1000

500

TABLA IR-V: ALCOHOLES Y FENOLES. Tabla 5.a: Vibraciones de estiramiento del enlace O-H: Estado del alcohol 1) Libre, sin asociar: Primario, -CH2-OH Secundario, R CH OH R'

Posición, cm-1 3640-3610 3640 3630

Coeficiente ε Forma Notas 30-100 Agudo Medido en fase vapor o en disolventes 70 no polares, pero si estos están húmedos, también aparece la señal del agua en 3710. 60-50

Terciario, R R' R''

3620

OH

45

3610 Fenoles, φ-OH 2) Hidroperóxido: -O-O-H 3560-3530 Puentes de hidrógeno: 3600~3500 3) Dímero R OH

O R H

4) Polimérico R O H

Grande

H

R OH R OH

3400~3200 O R O R H

R OH

Puentes intramoleculares: 5) Alcoholes polivalentes 3600~3500 3600-3500 6) puentes π 7) Puente intramolec. con 3200~2500 carbonilos, nitro, etc.

50-100

Agudo No se observa normalmente, por ocultarlo la banda polimérica. También aquí aparecen otros puentes de hidrógeno con éteres, cetonas y aminas Ancho También aquí aparecen las aminas (3500~3200) y la pequeña señal de sobretono del carbonilo. En muestras húmedas aparece la señal de estiramiento H-O-H (3600~3100), en cuyo caso también se observa la flexión en 1640~1615. Agudo Ancho Generalmente se pierde bajo la señal de los estiramientos C-H

OH

Tabla 5.b: Vibraciones de estiramiento del enlace C-OH:

C Cα Cα α Cβ Tipo de alcohol Primario Secundario Terciario Fenoles

Posición, cm-1 1050 (1075~1025) 1100 (1150~1100) 1125 (1200~1100) 1200 (1250~1150)

Desplazamientos, cm-1 Ramificación en α: -15 Insaturación en α: -30 Anillo en α-α': -50 Insaturación en α y anillo α-α': -90 Dieno conjugado en α: -140

Notas Las insaturaciones pueden ser alquenos o aromáticos. Sobre β y mas lejos no influyen en la posición. Si tanto en α como en α' y α'' hay ramificaciones, descuente otros 15 cm-1.

Tabla 5.c: Vibraciones de torsión del enlace C-OH: Posición (cm-1) 660 ± 50

Forma Ancha

Notas No es muy útil

TABLA IR-VI: GRUPO CARBONILO. ÁCIDOS CARBOXÍLICOS, ÉSTERES, ANHIDRIDOS, ALDEHÍDOS Y CETONAS GRUPO

Frecuencia (cm-1)

NOTAS

1725-1700

Señal intensa, característica del grupo carbonilo

ORIGEN Estiramiento del carbonilo R C

O
<...