Interpretacija IR spektara

Pristup interpretaciji IR spektra Koristiti kvalitetne spektre. Izbjegavati smjese, ako je mogue. Pribaviti dodatne informacije o uzorku. Prije interpretacije utvrditi rezoluciju spektra, nain pripreme uzorka i eventualno koritene metode korekcije spektra.

Proitati spektar, s lijeva na desno uoavajui prisustvo ili odsustvo slijedeih signala:Valni broj 3500-3200 3200-2800 2250-2000 1800-1600 1000 Funkcionalna grupa O-H ili N-H C-H Cijano, alkin C=O C=C, benzenski prsten

Prvo interpretirati najintenzivnje signale. Interpretirati sekundarne signale funkcionalnih grupa. Interpretirati ostale signale. Napisati identificirane funkcionalne grupe. Na osnovu svih prikupljenih podataka sloiti strukturu molkeule.

VIBRACIJA CH3 asimetrina CH3 simetrina CH2 asimetrina CH2 simetrina

VALNI BROJ cm-1 2962 10 cm-1 2872 10 cm-1 2926 10 cm-1

2855IR APSORPCIJE FUNKCIONALNIH GRUPA UGLJIKOVODIK 10 cm-1

C-H DEFORMACIONE VIBRACIJE ALKANA VIBRACIJA VALNI BROJ cm-1 C-CH3 asimetrina deformacija 1460 10 cm-1 C-CH3 simetrina deformacija ("kiobran") C-CH2 sjeenje C-CH2 ljuljanje 1375 10 cm-1 1455 10 cm-1

720 10 cm-1 C-H DEFORMACIJE SAVIJANJA I ISTEZANJA RAZGRANATIH ALKANA VIBRACIJA VALNI BROJ cm-1 Metinska C-H istezanje Oko 2900 cm-1 (slaba) Pocijepan "kiobran"mod izopropil i 1385 1365 cm-1 (2 trake) odnos gem-dimetil grupa oko 1:1 Pocijepan "kiobran"mod izobutil i 1385 1365 cm-1 (2 trake) odnos

A B C D E

2960 2927 2874 2861 1379

CH3 asimetrino istezanje CH2 asimetrino istezanje CH3 simetrino istezanje CH2 simetrino istezanje CH3 "kiobran" savijanje

A B C D E

2954 2920 2860 1377 729, 720

CH3 asimetrino istezanje CH2 asimetrino istezanje CH2 simetrino istezanje CH3 "kiobran" savijanje CH2 vibracije njihanja

POLOAJISTEZANJAC-HVEZEZASIENIHINEZASIENIHUGLJIKOVODIKA Funkcionalna grupa Poloaj C-H istezanja Zasienegrupe(CH3,CH2;CH) Ispod3000cm-1 Nezasienegrupe Iznad3000cm-1 Vinil/vinilidinCH2asimetrinoistezanje 3090-3075cm-1

TRAKEC=CISTEZANJA,C-HISTEZANJAIC-HSAVIJANJAALKENA Poloaj supstitucije C-H istezanje C=C istezanje C-H savijanje van ravni Vinil 3090-3075 1660-1630 990 5,9105 Vinilidin 3090-3075 1660-1630 890 5 Cis 3050-3000 1660-1630 69050 Trans 3050-3000 1685-1665 9655 Trisupstituirani 3050-3000 1685-1665 81525 Tetraupstituirani - 1685-1665 -

Aromatski ugljikovodiciBenzen ima tri trake izmeu 3100 i 3000 cm-1 Trake slabog intenziteta u podruju od 2000 do 1700 cm-1 potjeu od kombiniranih traka i overton vibracija. Svi aromati u podruju od 1620 do 1400 cm-1 pokazuju vibracije prstena (modove prstena). Najbolja identifikacija aromata se vri na osnovu traka izmeu 1000 i 700 cm-1 (savijanje C-H veze iznad i ispod ravni).

KARAKTERISTINETRAKEMONO-IDI-SUPSTITUORANOGBENZENOVOG PRSTENA Poloaj supstitucije C-H savijanje izvan ravni Savijanje prstena (690 10) Mono 770-710 DA Orto 770-735 NE Meta 810-850 DA Para 860-790 NE

TRAKEMETILNEGRUPEVEZANEZABENZENOVPRSTEN VIBRACIJA POLOAJ CH3simetrinoistezanje 29255 CH3overton 28655

C6H10

3022 1652 640

2926 1437

2837 718

Podruje oko 3000 cm-1 ukazuje da molekula sadri i dvostruke i jednostruke C-C veze. Kada se utvrdi postojanje nezasienosti, pregleda se podruje oko 1650 cm-1. Traka na 1652 cm-1 ukazuje na postojanje C=C (vinil, vinilidin ili cis). Vinil ili vinilidin grupa imaju =CH2 asimetrino istezanje u podruju 3090-3075 cm-1. U ovom spektru tu nema signala to ukazuje na cis konfiguraciju. Trake na 718 i 640 cm-1 odgovaraju savijanju C-H veze van ravni i ukazuju na cis konfiguraciju oko dvostruke veze. Dio spektra koji odgovara vibraciji zasienih C-H veza ukazuje na postojanje metilenske

Rjeenje problema je cikloheksen.

VALNI BROJEVI

3084

2931 2873 1604 1495

1453 1375 745 697

C8H10

3063 3027 2968

Signali iznad 3000 cm-1 ukazuju na nezasienost. Vrsta nezasienosti se odreuje na osnovu podruja oko 1600 cm-1. Nema signala izmeu 1630 i 1680 cm-1 koji govore o prisustvu alkena. Jaki, otri signali na 1604 i 1495 cm-1 ukazuju na modove prstena aromata. Slijedei korak je odreivanje vrste supstitucije. Signali na 745 i 697 cm-1 ukazuju na monosupstituirani benzenov prsten. Posljednji korak je odreivanje prirode supstituenta. Istezanje C-H veze ispod 3000 cm1 ukazuje na zasienu prirodu, 2968 i 2873 cm-1 zajedno sa kiobran deformacijom na 1375 ukazuje na metilnu grupu. Jasan signal na 2931

Rjeenje: Etilbenzen

Funkcionalne grupe koje imaju C-O vezuApsorpcione trake alkohola i fenola

V rsta C-O istezanje O-H supstituenta istezanje 3350 50 Svi 3350 50 P rim arni alk. 1075 -1000 3350 50 Sekundarni 1150 -1075 alk. 3350 50 T ercijarni alk.1210 -1100 3350 50 F enoli 1260 -1200

O-H savijanje 1350 50, 65050 1350 50, 65050 1350 50, 65050 1350 50, 65050 1350 50, 65050

Apsorpcione trake O-H veze su iroke radi stvaranja hidrogenovih veza i to ih razlikuje od ostalih traka koje se mogu javiti u istom podruju. Primarni i sekundarni alkoholi imaju simetrino istezanje C-C-O grupe u podruju 900-800 cm-1. Tercijarni alkoholi imaju ovu vibraciju oko 1000 cm-1. Voda se od alkohola razlikuje po jedinstvenom signalu oko 1630 cm-1.

A B C D E

3342 1330 1050 881 667

O-H istezanje O-H savijanje u ravni C-C-O asimetrino istezanje C-C-O simetrino istezanje O-H istezanje van ravni

A B C

3345 1367 1231

O-H istezanje O-H savijanje u ravni C-C-O asimetrino istezanje

3334 3029 2930

2872 1495 1453

1019 736 697

Jaka vibracija na 3334 cm-1 ukazuje na istezanje O-H veze alkohola. Savijanje u ravni O-H veze bi se trebalo pojaviti na 1350 50 cm-1, ali se na ovom spektru teko uoava zbog mnotva drugih otrih signala u tom podruju. Slino je u podruju deformacione vibracije O-H veze van ravni 650 50 cm-1, gdje su otriji signali superponirani na razvueni signal ove vibracije. Podruje valentnih vibracija C-H veze ukazuje da se radi o mijeanom tipu spoja, sa zasienim i nezasienim vezama. Pregledom podruja 1680-1630 cm-1 vidi se da nema signala, do se veoma otri signali uoavaju na 1495 i 1453 cm-1, to ukazuje da je nezasienost posljedica prisustva benzenovog prstena. Utvrivanjem tipa supstitucije benzenovog prstena uoava se jak signal na 736 cm-1 koji

Slijedei korak je utvrivanje tipa alkohola, koji bi zbog prisustva aromatskog prstena mogao biti i fenol. Meutim, pregledom podruja 1300-1000 cm-1 uoava se najintenzivniji signal na 1019 cm-1, to ukazuje da se radi o primarnom alkoholu. Signali na 2930 cm-1 i 2872 cm-1 ukazuju na prisustvo metilenske skupine koja je izravno vezana za O.

Eteri Eteri mogu biti simetrini i asimetrini, a C atom na koji je vezan O se zove eterski karbonov atom. Asimetrino istezanje C-O-C veze je obino najintenzivniji signal u IR spektru etera u podruju 1300-1000 cm-1. Ovakve trake su slabe u IR spektrima ugljikovodika. Simetrino istezanje C-O-C veze se javlja u podruju 900-800 cm-1. Eteri se mogu razlikovati od alkohola

Tip etera Zasieni, nerazgranati

Asimetrina C-O-C 1140-1070 (1 traka)

Simetrina C-O-C 890-820

Zasieni, razgranati

1210-1070 (2 ili vie traka)

890-820

Alkil/aril aril

1300-1200, 1050-1010 1300-1200

-

Vibracija Asimetrina C-H Simetrina C-H CH3 "kiobran"

CH3-O 2970-2920 283010 1470-1440

CH2-O 2955-2920 2878-2835 -

A B

1122 845

C-O-C asimetrino istezanje C-O-C simetrino istezanje

3384 3078 3027 2950

2831 1630 1604 1508

1354 1222 1025 821

727

Jaka vibracija na 3384 cm-1 jasno ukazuje na alkohol. Deformaciona vibracija O-H veze u ravni se javlja na 1354 cm-1, dok je vibracija van ravni slaba. Valentne vibracije C-H veze iznad 3000 cm-1 ukazuju na prisustvo dvostruke veze, a signali na 1604 i 1508 cm-1 pokazuju aromat. U odreivanju tipa supstitucije uoava se intenzivna traka na 821 cm-1, ali nema signala na 690 cm-1, to ukazuje na para supstituciju. Svega dvije vibracije zasiene C-H veze ukazuju na prisustvo samo metilne ili samo metilenske grupe u spoju. Signal na 2960 cm-1 je asimetrina vibracija C-H veze iz metilne grupe, dok je signal na 2831 cm-1 karakteristian za O-CH3. Nema kiobran deformacije na 1375 cm-1, zbog vezivanja

Slijedei korak je identifikacija C-O veze i vibracija u podruju 1300-1000 cm-1. U ovom podruju se vide dva intenzivna sgnala, na 1222 i 1025 cm-1. Mada signal na 1025 cm-1 moe biti od primarne alkoholne grupe (CH2-OH), ranije je utvreno da nema metilenske skupine u molekuli. Signal na 1222 cm-1 moe biti iz fenola ili aromatskog etera. Poto je dokazana OH grupa, ovaj signal potjee od fenola.

Spojevi sa karbonilnom grupom Signal se javlja u podruju 1800-1600 cm-1. Prisustvo elektronegativnih supstituenata dramatino utjee na poloaj signala karbonilne grupe. U dimetilketonu (acetonu), ovaj signal je na 1715 cm-1, dok je u fenil, metil ketonu na 1683 cm-1. Signal karbonilne grupe nje dovoljan da se identificira keton. Potrebno je utvrditi

Kod zasienih ketona asimetrino istezanje C-C-C veze se javlja u podruju 1230-1100 cm-1. Iako mnogi drugi spoejvi ovdje imaju signale vibracija C-O veze, prisustvo ovih traka zajedno sa onom koja potjee od vibracije C=O veze ukazuje na prisustvo ketona. Kod alkil/aril ketona (mijeani ketoni) vibracija C=O veze je u podruju 1700-1670 cm-1, a C-C-C veze je izmeu 1300 i 1230 cm-1. Za veinu diaril ketona signal C=O veze je izneu 1680 i 1600 cm-1, dok

Apsorpcione trake ketonaVrsta vibracije Zasiena C=O, istezanje Aromatska C=O, istezanje Zasiena C-C-C, istezanje Aril/alkil i diaril C-C-C istezanje Valni broj 171510 1700-1640 1230-1100 1300-1230

Aldehidi Jedan od najvanijih signala u IR spektru aldehida je istezanje C-H veze aldehidnog hidrogena. Ovaj signal se vidi u podruju 2850-2700 cm-1. Drugi signal je overton deformacione vibracije C-H veze aldehidnog hidrogena koja se javlja oko 1390 cm-1. Ovaj overton se vidi kao drugi ignal u podruju od 2850 do 2700 cm-1. Ovakva dva signala su jak dokaz

Aldehidna vibracija C-H veze u podruju 1390 10 cm-1 je umjerenog do slabog intenziteta. Vibracija karbonilne grupe se kod zasienih aldehida javlja na 1730 10 cm-1. Kod aromatskoh aldehida je to izmeu 1710 i 1685 cm-1. Istezanje aldehidne C-C veze se javlja kao nekoliko umjerenih signala u podruju od 1400 do 1100 cm-1. Za aromatske aldehide je to u podruju 1210-1160 cm-1.

Karboksilne kiseline Karboksilne kiseline imaju jako irok, intenzivan signal od O-H veze u podruju od 3500 do 2500 cm-1, obino centriran oko 3000 cm-1. Savijanje O-H veze u ravni ima signal izmeu 1440 i 1395 cm-1. Savijanje van ravni O-H veze iz karboksilne grupe daje irok signal izmeu 960 i 900 cm-1. Savijanje C-O veze se vidi u podruju

Istezanje C=O grupe karboksilnih kiselina se vidi izmeu 1730 i 1700 cm-1, za zasiene kiseline, te izmeu 1710 i 1680 cm-1 za nezasiene karboksilne kiseline.

Apsorpcione trake karboksilnih kiselinaVrsta vibracije Zasiena C=O, istezanje Aromatska C=O, istezanje C-O istezanje O-H istezanje O-H savijanje u ravni O-H savijanje van ravni Valno podruje 1730-1700 1710-1680 1320-1210 3500-2500 (iroko i intenzivno) 1440-1395 960-900

A B C D E F

3500-2500 2800-2500 1709 1418 1230 942

O-H istezanje Overton i kombinacija apsorpcionh traka C=O istezanje O-H savijanje u ravni C-O istezanje O-H savijanje van ravni

A B C D E F

3500-2500 2800-2500 1685 1423 1292 934

O-H istezanje Overton i kombinacija apsorpcionih traka C=O istezanje OH savijanje u ravni C-O istezanje O-H savijanje van ravni

Esteri Svi esteri daju tri intenzivna signala, otprilike na 1700 cm-1, 1200 i 1100 cm-1. Prvi signal potjee od C=O veze. Drugi signal, oko 1200 cm-1 potjee od asimetrinog istezanja C-C i C-O veze uz karbonilni C atom. Slian je C-C-C istezanju ketona. Trei signal, oko 1100 cm-1 je posljedica vibracije esterskog oksigena

Alifatski esteri Istezanje karbonilne grupe iznad 1735 cm-1 ukazuje na zasieni ester. C-C-O istezanje acetata se nalazi oko 1240 cm-1. Svi ostali zasieni esteri imaju ovo istezanje u podruju 1210-1160 cm-1. Ovaj signal nekada moe biti intenzivniji od signala karbonilne grupe. O-C-C istezanje se javlja izmeu 1100 i 1030 cm-1

Aromatski esteri Kod aromatskih estera vibracija C=O grupe se javlja oko 30 cm-1 nie u odnosu na istu grupu alifatskih estera. C-C-O istezanje se javlja u podruju 1310-1250 cm-1. O-C-C istezanje se javlja izmeu 1130 i 1100 cm-1.

3067 3036 2958

2894 1743 1456

1382 1230 1028

751 669

C9H10O2

Vibracija C-H veze iznad i spod 3000 cm-1 ukazuje na prisustvo zasiene i nezasiene veze. Nepostojanje signala izmeu 1680 i 1630 cm-1 znai da nezasiena veza nije iz alkena, nego je vjerovatno iz aromata. Signali oko 1495 i 1456 cm-1 ukazuje na vibraciju aromatskog prstena. Signali na 751 cm-1 i 699 cm-1 su najbolji dokai prisustva aromata. Ovo ukazuje na mono supstituirani benzenov prsten. Signali na 1958 i 2894 cm-1 ukazuju na CH3 grupu, a signal kiobran deformacije

Najintenzivniji signal u spektru je na 1743 cm-1 i potjee od C=O grupe. Zajedno s dva druga signala na 1230 cm-1 i 1028 cm-1 pokazuje da spektar slijedi pravilo za alifatske estere. Dodatno, acetati imaju signal oko 1240 cm-1. U ovom sluaju signal na 1230 cm-1 je previsoko da bi potjecao od zasienih estera, pa se moe pripisati esteru acetatne kiseline.

Iz molekulske formule je oigledno da postoji jo jedna CH2 grupa koja nije identificirana u IR spektru. Rjeenje strukture je benzil acetat.

2979 2939 2882

1717 1459 1366

1172

C4H8O

Signali koji se javljaju jedino ispod 3000 cm-1 ukazuju da je molekula potpuno zasiena. Signali na 2979 i 2882 cm-1 ukazuju na asimetrinu i simetrinu C-H vibraciju iz CH3 grupe.Signal na 2939 cm-1 ukazuje na asimetrinu vibraciju CH2 grupe. Signal na 1717 cm-1 potjee od C=O vibracije. Supstanca nije aldehid jer nema C-H vibraciju koja je dovoljno nisko. Supstanca nije kiselina jer nema O-H

Supstanca nije ni amid jer nedostaju signali N-H i C-N veze. Jedini preostali tip spojeva sa karbonilnom grupom su ketoni, i to zasieni ketoni koji imaju signal C-C-C veze izmeu 1230 i 1100 cm-1. U spektru se nalazi signal na 1172 cm-1 koji ukazuje na alifatski keton. Posljednji zadatak u ovoj identifikaciji je utvrditi koja je skupina vezana za karbonilni C atom. Signal na 1366 cm-1 potjee od kiobran deformacije i dokazuje prisustvo metilne grupe, dok signalna 720 cm-1 dokazuje prisustvo metilenske grupe.

C10H10O2

Signali na 3079 cm-1 i 2990 cm-1 ukazuju da molekula ima zasieni i nezasieni dio. Poto postoje dva signala na 1449 cm-1 i 1423 cm-1, nezasieni dio molekule vjerovatno pripada aromatu, a ne alkenu. Postoji samo jedan signal u podruju zasienih C-H vibracija, to ukazuje da je prisutna ili samo metilna ili samo metilenska skupina. Signal na 1375 cm-1 potjee od kiobran deformacije metilne skupine. Signal na 1679 cm-1 potjee od C=O

Nema signala na 690 cm-1 to ukazuje na orto ili para supstituciju aromatskog prstena. Signal na 829 cm-1 ukazuje na para supstituciju. Na osnovu molekulske formule moe se zakljuiti da je spoj p-diacetil benzen.

C8H16O2

iroki signal u podruju 3500-2500 cm-1 ukazuje na vibraciju O-H veze iz karboksilne grupe. Na ovu vibraciju su superponirane brojne simetrine i asimetrine vibracije metilne i metilenske grupe. Signal ljuljanja CH2 skupine na 725 cm-1 ukazuje na prisustvo barem 4 metilenske skupine u lancu. Signal kiobran deformacije na 1379 cm-1 nije pocijepan, to ukazuje da alifatski lanac nije razgranat.

Signal na 1711 cm-1 potjee od vibracije C=O veze, a signal na 1282 cm-1 od vibrcije C-O veze. Deformacione vibracije u ravni i van ravni O-H veze se javljaju na 1414 cm-1 i938 cm-1. Na osnovu molekulske formule moe se rei da je spoj oktan karboksilna kiselina.

Primarni amidiVibracija NH2istezanje C=Oistezanuje NH2sjeenje C-Nistezanje NH2savijanje Valnibroj 3370-3170(dvijasignala) 1680-1630 1650-1620 1430-1390 750-600(iroksignal)

Sekundarni amidiVibracija NHistezanje C=Oistezanuje NHsavijanjeuravi C-Nistezanje NH2savijanjevanravni Valnibroj 3370-3170(jedansignal) 1680-1630 1570-1515(jak) 1310-1230 750-680(iroksignal)