espectrometria de masa

TEMA 5

ESPECTROSCOPÍA

ORIGEN DEL PROBLEMADurante el siglo XIX, antes que existieran las técnicas analíticas actuales, el

químico orgánico podía determinar la fórmula molecular de una sustancia pura a partir de su composición centesimal

Durante el siglo XX se empezaron a utilizar técnicas analíticas que se basaban en la interacción de la luz con la materia

La comparación entre la luz incidente y la transmitida proporciona información de las características de la muestra

analizada

Energía luz

RADIACIÓN EFECTO

Rayos X y cósmicos

Ionizaciones de las moléculas

UV-Visible Transiciones electrónicas entre los orbítales atómicos y moleculares

Infrarrojo Deformación de los enlaces químicos

Microondas Rotaciones de los enlaces químicos

Radiofrecuencias Transiciones de spín electrónico o nuclear en los átomos de la molécula.

TÉCNICA ESPECTROSCÓPICA

INFORMACIÓN OBTENIDA

Rayos X Estructura total de la molécula incluida la estereoquímica de la misma a partir de las posiciones relativas de los átomos.

Ultravioleta-Visible Existencia de cromóforos y/o conjugación en la molécula a partir de las absorciones observadas.

Infrarrojo Grupos funcionales a partir de las absorciones observadas.

Espectrometría de masas (*)

Formula molecular y subestructuras a partir de los iones observados.

Resonancia magnética nuclear

Grupos funcionales, subestructuras, conectividades, estereoquímica, etc… a partir de datos de desplazamiento químico, áreas de los picos y constantes de acoplamiento observadas.

ESPECTROSCOPÍA INFRARROJA

ESPECTROSCOPÍA RESONANCIA MAGNÉTICA

NUCLEAR

ESPECTROSCOPÍA ULTRAVIOLETA-

VISIBLE

ESPECTROGRAFÍA DE MASAS

ESPECTRO DE MASAS

Bombardeo de la muestra con una corriente de electrones a

alta velocidad

Los impactos son transformados en un espectro de masas.

Escala 12C

Tubo analizador curvado sobre el que existe un fuerte campo

magnético La curvatura de la trayectoria depende de la masa y de

la carga del ión (m/z)

Toda carga eléctrica en movimiento dentro de un campo magnético se ve sometida a una fuerza:

F = q . ( v x B ) Como la fuerza siempre es perpendicular a la velocidad y constante, la trayectoria

será una circunferencia de radio:R = m.v /(q.B)

1.- EL ESPECTRO DE MASAS DE LOS ELEMENTOS.

Espectro del boro

boro-10 23

boro-11 100

Abundancia de isótopos en la escala 12C

8,10123

)11·100()10·23(

Ar

Elementos monatómicos

Se obtienen tantas señales como isótopos tiene el elemento. La intensidad de la señal está relacionada con la abundancia del isótopo

El boro tiene dos isótopos (B-10 y B-11)

¿en qué abundancias?

19 y 81 % respectivamente

¿Cuál es la masa atómica relativa del boro?

Aunque el cloro tiene dos isótopos 35Cl y 37Cl con abundancia relativa 3 a 1, su EM no es el de la derecha

Elementos que forman moléculas

35 + 35 = 7035 + 37 = 7237 + 37 = 74

Posibles combinaciones de masas

El paso de las moléculas Cl2 por la cámara de ionización produce un ión molecular Cl2+

Abundancia

9 6 1

Si el ión molecular no se rompe

Señal típica de una pareja de átomos de cloro

Señal típica de un átomo de cloro

El ión molecular puede romperse

2.- EL ESPECTRO DE MASAS DE LOS COMPUESTOS ORGÁNICOS.

El la cámara de ionización se forma el ión molecular M+

El ión molecular es inestable y en muchas ocasiones se fragmenta M·

+ → X+ + Y·

Sólo las especies cargadas producen el EM

Línea producida por el ión molecular, el mayor que pasa por la máquina

Pico base, la línea más alta a la que normalmente se le asigna el valor 100. Representa al inón más común de todos los que se forman

2.1.- Origen de los fragmentos

Reglas de fragmentación de los compuestos orgánicos

1ª REGLA: “Los enlaces Carbono-Carbono se escinden con preferencia en los puntos de ramificación”. La carga positiva quedará sobre el

carbocatión más estable.

2ª REGLA: “Los enlaces dobles o sistemas de dobles enlaces (entre ellos los aromáticos) favorecen la escisión de los enlaces arílicos y bencílicos”. La

carga positiva quedará normalmente formando un carbocatión arílico o bencílico. En este último caso da lugar a la formación del ión tropílio (C7H7

+) que es más estable que aquel al ser aromático.

3ª REGLA: “Los heteroátomos favorecen la fragmentación de los enlaces del átomo de Carbono que soporta al heteroátomo”

2.2.- Explicando los fragmentos

Pentano

3-Pentanona

2-MetilbutanoLos carbocationes secundarios son más estables que los primarios que se formaban en el pentano, por ello el pico 57 es ahora mucho más alto.

Ejercicio: Use los siguientes EM para diferenciar entre la 2 y la 3-pentanona

[CH3CO]+

[COCH2CH2CH3]+

m/z = 43 y 71

[CH3CH2CO]+

m/z = 57

3.- EL ESPECTRO DE MASAS Y LA FÓRMULA DE LOS COMPUESTOS.

USO DEL EM DE BAJA RESOLUCIÓN PARA ENCONTRAR LA MASA FÓRMULA RELATIVA

En la mayoría de casos, el ión más grande que recorre la máquina es el ión molecular

La masa fórmula relativa de este compuesto es 72

Este caso trivial puede complicarse por la presencia de isótopos

Con esta información (Masa molecular), y otras relativas a los elementos que forman el compuesto, se pueden hacer una estimación de la fórmula molecular (regla del 13)

USO DEL EM DE ALTA RESOLUCIÓN PARA ENCONTRAR LA FÓRMULA MOLECULAR.

1H 1.0078

12C 12.000

0

14N 14.003

1

16O 15.994

9

Las masas isotópicas exactas nos permiten diferenciar entre compuestos

Combinación atómica

Masa exacta

C3H8 44.0624

CH3CHO 44.0261

Combinación atómica

Masa exacta

CHNO 43.0058

C2H3O 43.0184

CH3N2 43.0269

C2H5N 43.0421

C3H7 43.0547

Elemento Masa Atómica relativa

Isótopos Abundancia relativa (%)

Masa Isotópica

Hidrógeno 1.00794 1H 2H

100 0.015

1.00783 2.01410

Carbono 12.01115 12C 13C

100 1.12

12.00000 13.00336

Nitrógeno 14.0067 14N 15N

100 0.366

14.0031 15.0001

Oxígeno 15.9994 16O 17O 18O

100 0.037 0.240

15.9949 16.9991 17.9992

Fluor 18.9984 19F 100 18.9984

Silicio 28.0855 28Si 29Si 30Si

100 5.110 3.38.5

27.9769 28.97.65 29.9738

Fósforo 30.9738 31P 100 30.9738

Azufre 32.066 32S 33S 34S 36S

100 0.789 4.438 0.018

31.9721 32.9715 33.9669 35.9677

Cloro 35.4527 35Cl 37Cl

100 32.399

34.9689 36.9659

Bromo 79.9094 79Br 81Br

100 97.940

78.9183 80.9163

Iodo 126.9045 127I 100 126.9045

4.- EL PICO M+1 Y EL NÚMERO DE ÁTOMOS DE CARBONO EN UN COMPUESTO ORGÁNICO

El pico M+1 aparece por la presencia de 13C en la muestra (1,11 % de todos los átomos de carbono)

La intensidad del pico M+1 nos indica el número de átomos de carbono en la molécula

Si el compuesto tiene un solo átomo de carbono el

pico M+1 es el 1 % del pico M correspondiente al ión

molecular

Si el compuesto de carbono tiene 2 átomos de carbono, en cada 100 moléculas hay dos que contienen 13C, por ello el pico M+1 alcanza una proporción 2,22:97,78 , es

decir, algo más del 2 % del pico M

Una molécula con 5 átomos de carbono tiene un pico M+1 que es casi el 6 % del pico M (5,55:94,45 ≈ 0,06)

5.- EL ESPECTRO DE MASAS DE COMPUESTOS HALOGENADOS. PICO M+2

35Cl tres veces más abundante que 37Cl

Pico ión molecular conteniendo 35Cl

Pico ión molecular conteniendo 37Cl

Compuestos con un átomo de cloro

Si en la región del ión molecular del EM hay dos líneas separadas entre sí por 2 unidades m/z , con alturas en la proporción 3:1, puede sospecharse de

la presencia de un átomos de cloro

Compuestos con dos átomos de cloro. Pico M+4

28 + 35 + 35 = 9828 + 35 + 37 = 10028 + 37 + 37 = 102

Pico M Pico M+2 Pico M+4

961

Si en la región del ión molecular del EM hay tres líneas separadas entre sí por 2 unidades m/z , con alturas en la proporción 9:6:1, puede sospecharse

de la presencia de dos átomos de cloro

Compuestos con un átomo de bromo

El Bromo tiene dos isótopos, 79Br and 81Br ,casi en proporción 1:1, exactamente 50,5 : 49,5

29 + 79 = 10829 + 81 = 110

Si en la región del ión molecular del EM hay dos líneas separadas por 2 unidades m/z que tienen

alturas semejantes, puede sospecharse de la presencia de bromo

Ejemplos EM

INFRARROJO

E = h·ν = h·c/λ

La energía de la luz infrarroja es adecuada para provocar vibraciones en las moléculas orgánicas

1.- INTRODUCCIÓN

Molécula con N átomos 3 N grados de libertad

6 grados de libertad se deben a traslación y rotación

3 N – 6 son los grados de libertad debidos a vibración

(3N-5) si la molécula es lineal

¿De cuántas maneras diferentes puede vibrar una molécula?: Modos de vibración

TENSIONES FLEXIONES

2.- VIBRACIONES MOLECULARES

Tipos de vibraciones

Tensión simétrica Tensión asimétrica Deformación simétrica en el plano.

Movimiento de tijera.

Deformación asimétrica en el plano.

Movimiento de balanceo.

Deformación simétrica fuera del plano.Movimiento de torsión.

Deformación asimétrica fuera del plano.Movimiento de aleteo.

Los enlaces covalentes hay que entenderlos como “muelles” que unen masas y que, en consecuencia, pueden vibrar con una frecuencia natural que depende de las características elásticas de ese “muelle” (k; constante elástica en términos físicos) y las masas que une (μ; masa reducida)

1. Las bandas vibracionales de muchos grupos funcionales aparecen a longitudes de onda características.

2. El espectro en su conjunto constituye un criterio inequívoco para la indentificación de una molécula.

¿Por qué es útil la espectroscopía de infrarrojo?

¿Con qué frecuencia vibran los enlaces?

De 4000 a 2900 cm-1 : Tensión de C-H, O-H y N-H

De 2500 a 2000 cm-1 : Tensión de triples enlaces y dobles enlaces acumulados.

De 2000 a 1500 cm-1 : Tensión de C=O, C=N y C=C.

De 1500 a 600 cm-1 : Zona de la huella dactilar (Flexión de enlaces CH,CO,CN,CC, etc..)

Huella dactilar (600-1450)

Grupo de frecuencias (4000-1450) Regiones

¿Cómo es un espectro de infrarrojo?

3.- EL ESPECTRO DE INFRARROJO

GRUPO FUNCIONAL NUMERO DE ONDA (cm-1)

GRUPO FUNCIONAL NUMERO DE ONDA (cm-

1)

OH (enlace de hidrógeno) 3100-3200 -C ≡ C- 2300-2100

OH (sin enlace de hidrógeno) 3600 -C ≡ N ~ 2250

Cetonas 1725-1700 -N=C=O ~ 2270

Aldehídos 1740-1720 -N=C=S ~ 2150

Aldehídos y cetonas α,β-insaturados 1715-1660 C=C=C ~ 1950

Ciclopentanonas 1750-1740 NH 3500-3300

Ciclobutanonas 1780-1760 C=N- 1690-1480

Ácidos carboxílicos 1725-1700 NO2 1650-1500 1400-1250

Esteres 1750-1735 S=O 1070-1010

Esteres α,β-insaturados 1750-1715 sulfonas 1350-1300 1150-1100

δ-Lactonas 1750-1735 Sulfonamidas y sulfonatos 1370-1300 1180-1140

γ-lactonas 1780-1760 C-F 1400-1000

Amidas 1690-1630 C-Cl 780-580

-COCl 1815-1785 C-Br 800-560

Anhidridos 1850-1740(2) C-I 600-500

Espectro IR del formaldehido

Tensión asimétrica C-H Tensión simétrica C-H Tensión C-O Flexión C-H Flexión C-H Flexión C-H

asymmetric stretch symmetric stretch C=O stretch CH2 scissoring CH2 rocking CH2 wagging

MODOS DE VIBRACIÓN

4.- INTERPRETACIÓN DE UN ESPECTRO IR

carbon-oxygen double, C=O (1680-1750)carbon-oxygen single, C-O (1000-1300)oxygen-hydrogen, O-H (2500-3300)carbon-hydrogen, C-H (2853-2962)carbon-carbon single, C-C (H.dact)Ácido etanoico

Etanol

O-H en los alcoholes 3230-3550 cm-1

C-H 3000 cm-1

C-O 1000-1300 cm-1

Etanoato de etilo

C-H C=O

1740 cm-1

C-O

1000-1300 cm-1

Propanona

C=O

1740 cm-1

No hay enlace C-O

Ojo con las interpretaciones en la zona de huella dactilar

Muy parecido al del éster, etanoato de etilo

Ácido 2-hidroxipropanoico (ácido láctico)

O-H ácido

2500-3300

O-H cadena

3230-3550

C=O

1740 cm-1

1-aminobutano

N-H

3100-3500

Doble depresión típica de amina primaria

C-H

5.- EJEMPLOS

RESONANCIA MAGNÉTICA NUCLEAR

El giro de las cargas eléctricas del núcleo hace que se

comporte como un pequeño imán

En presencia de un campo magnético externo B0 el núcleo es capaz de orientarse a favor

o en contra

momento magnético (μ)

Los dos estados tienen diferente energía. Esa

diferencia aumenta con la intensidad del campo magnético

1.- INTRODUCCIÓN

La energía necesaria para producir un

tránsito entre estados (resonancia) es del

orden de las radiofrecuencias

Para el protón (H-1) en un campo Ho de 14 Teslas, la frecuencia de resonancia sería de 600 MHz, lo que equivale a una energía de 0.2 J/mol.

Para campos magnéticos más intensos son necesarias frecuencias mayores

SE DENOMINA RESONANCIA MAGNÉTICA NUCLEAR AL FENÓMENO POR EL QUE UN NÚCLEO SALTA DE UN ESTADO DE ESPÍN A OTRO CUANDO

ES IRRADIADO CON LUZ DE LA ENERGÍA (FRECUENCIA DE LARMOR) ADECUADA

¿Cómo se obtiene un espectro de RMN?

Sólo tienen una frecuencia de resonancia característica (cuando se someten a un campo magnético) aquellos núcleos cuyo número número

másico o número atómico sea impar (o ambos)másico o número atómico sea impar (o ambos)

Nº MÁSICO Nº ATÓMICO SEÑAL RMN EJEMPLOS

PAR PAR NO 12C6 , 16O8

PAR IMPAR SI 2H1, 10B5,

14N7

IMPAR PAR SI 13C6, 17O8

IMPAR IMPAR SI 1H1, 11B5,

15N7

Frecuencias características a 10000 Gaus (1T)

Núcleo Abundancia Natural (%)

Espín Momento Magnético (mag.nuc)

Frecuencia RMN

(MHz)*

Sensibilidad Relativa

Cte. γ.108 (SI)

1H1 99.9844 1/2 2.79268 42.5759 1.000 2.6752

2H1 0.0156 1 0.857386 6.53566 0.00964 0.4107

13C6 1.108 1/2 0.70220 10.705 0.159 0.6726

19F9 100 1/2 2.6273 40.055 0.834 2.5167

31P15 100 1/2 1.1305 17.236 0.0664 1.0829

¿Todos los núcleos manifiestan resonancia magnética nuclear?

Apantallamiento atómico

(electrones en torno al núcleo)

Apantallamiento molecular

(entorno atómico)

El campo local no es igual al externo

Cambio frecuencia Cambio campo magnéticoo

DESPLAZAMIENTO QUÍMICO δ

¿Todos los núcleos de una muestra muestran resonancia a una misma frecuencia?

Los núcleos de una muestra entran en resonancia con ondas de radio de frecuencias ligeramente diferentes. Esta circunstancia, debida a las diferencias de sus entornos químicos, permite diferenciar unos

núcleos de otros.

Se ha escogido una sustancia de referencia (en el caso de los protones el tetrametilsilano, TMS). Su señal está a la derecha del espectro y a partir de ella se miden las posiciones a las que aparecen las demás señales

La posición del resto de señales se indica mediante el desplazamiento químico (δ) medido de la siguiente manera:

δ = (f-fLOC)106/ fo (ppm)

Frecuencia del aparato

DESPLAZAMIENTO QUÍMICO δ

Variación de la frecuencia de resonancia de un determinado núcleo respecto a la frecuencia del

estándar en las condiciones del aparato de medida

Medido en ppm

Partes por millón

OrigenUnidad

δ = 0, tetrametilsilano, SiMe4

Por ejemplo, si nuestra señal aparece a 60 Hz del TMS en un aparato de 60 Mhz , el desplazamiento químico sería δ = 1 ppm, es decir, una parte por millón de la frecuencia del aparato empleado

RMN de protones

Aumenta el campo magnético a frecuencia fijaCampo bajo Campo alto

Aumenta la frecuencia a campo fijo

Protones más apantallados,

resuenan a campos más

altos y frecuencias más bajas

Protones menos apantallados,

resuenan a campos más

bajos y frecuencias más

altas

Rangos de desplazamientos químicos de protones*

Región de campo bajo

Región de campo alto

Para muestra disueltas en CDCl3. La escala δ es relativa a TMS δ = 0

Tipo de protón Desplazamiento químico δ (ppm)

RCH3 0.8-1.0

alcano secundario RCH2R’ 1.2-1.4

alcano terciario R3CH 1.4-1.7

alílico

R2C

R'

CH3

1.6-1.9

bencílico ArCH2R 2.2-2.5

cetona

C

O

CH3R

2.1-2.6

alquino RC≡CH 1.7-3.1

R-CH2-X (X=halógeno, O) 3-4

alqueno terminal, R2C=CH2 4.6-5.0

alqueno interno R2C=CH-R 5.2-5.7

aromático, ArH 6.0-9.5

aldehído

C

O

HR

9.5-9.9

alcohol ROH 0.5-5.0

tiol RSH 0.5-5.0

amina RNH2 0.5-5.0

Factores que afectan al desplazamiento químico de los protones

Efecto inductivo:

Si un átomo más electronegativo retira carga eléctrica que previamente estaba en torno a un protón, el campo local que se oponía al externo disminuye, en consecuencia la resonancia se produce con un campo externo menos intenso. Ojo: En términos de frecuencia diríamos que se produce a mayor frecuencia, más

a la izquierda

Anisotropía magnética de los sistemas π:Cuando los sistemas de electrones π son sometidos al campo

magnético externo inducen otro campo que se opone al anterior.

Aromáticos: el campo magnético efectivo que sienten los protones aumenta y, por tanto, lo hace la

frecuencia de resonancia (resuenan a campo bajo)

Otros sistemas con electrones π

Puentes de hidrógeno:Los protones de los grupos envueltos en enlaces por puentes

de hidrógeno (alcoholes, aminas) suelen tener un amplio margen de cambio en su desplazamiento químico. A medida

que aumentan los puentes aumenta también el desplazamiento químico.

RMN del hidrógeno ácido del fenol a distintas concentraciones

INTERPRETACIÓN DE UN ESPECTRO RMN DE PROTONES

Para interpretar un HRMN hay que tener en cuenta tres fuentes de información:

a) DESPLAZAMIENTO QUÍMICO

b) INTEGRAL

c) ACOPLAMIENTO DE ESPÍN

- Indica el número de tipos de protones diferentes que hay en la molécula

- Indica los tipos de protones que hay en la molécula

Indica el número de protones que contribuyen a una determinada señal del espectro

Indica las interacciones que se establecen entre los diferentes protones de la molécula


En el HRMN de la propanona sólo hay una señal porque todos los protones son equivalentes

La señal se presenta a 2,2 ppm, zona en que resuenan los protones unidos a un carbono unido, a su vez, a un grupo carbonilo (1,5 – 2,5).

1.- Información disponible a partir del desplazamiento químico (espectro de baja resolución)

Ejercicio: Justifique las cuatro señales que aparecen en el HRMN del fenol

Equivalencia química:

Dos átomos de hidrógeno son equivalentes cuando al ser sustituidos por otro átomo dan el mismo

compuesto

2.- Información disponible a partir de la integral

La línea integral (verde) indica la intensidad del pico e informa del número de protones que producen la señal

Ejercicio: En el primer caso las dos señales están en la proporción 3:2. Como el número total de protones es de 10, una corresponde a 6 protones y

la otra a 4. ¿Y en los otros dos casos?


3.- Información disponible a partir del acoplamiento espín-espín (espectro de alta resolución)

En muchos casos los picos aparecen como grupos de picos debido al acoplamiento que sufren los espines con núcleos vecinos

El espectro RMN del 1,1-dicloroetano presenta dos señales:

δ = 5,9 ppm ; integración = 1 corresponde a -CHCl2

δ = 2,1 ppm ; integración = 3 corresponde a -CH3

¿Por qué las señales se han desdoblado y aparecen con 4 y 2 picos respectivamente?


El desdoblamiento de las señales se produce por el efecto del campo magnético vecino sobre el aplicado externamente, provocando que la frecuencia de resonancia cambie

Efecto de grupo -CH- sobre el grupo -CH3

El espín del grupo metino -CH puede adoptar dos orientaciones con respecto

al campo externo aplicado. Como resultado de ello la señal del grupo -

CH3 vecino se desdobla en dos líneas de igual intensidad, un doblete.

Efecto del grupo -CH3 sobre el grupo -CH

Los espines de los tres protones del grupo metilo pueden adoptar 8

combinaciones, que se pueden agrupar en cuatro opciones diferentes (en dos

casos hay tres combinaciones equivalentes). Como resultado de ello la señal del grupo vecino -CH se desdobla

en cuatro líneas con intensidades respectivas 1:3:3:1, un cuartete

Podemos afirmar que la proximidad de n protones equivalentes en un carbono vecino provoca el desdoblamiento de la señal en n+1 líneas,

el número de éstas se conoce como multiplicidad de la señal. Los protones equivalentes no se acoplan entre sí.

Nº de protones equivalentes Nº de picos (multiplicidad) Relaciones de área

0 1 (singulete) 1

1 2 (doblete) 1 1

2 3 (triplete) 1 2 1

3 4 (cuadruplete) 1 3 3 1

4 5 (quintuplete) 1 4 6 4 1

5 6 (sextuplete) 1 5 10 10 5 1

6 7 (septuplete) 1 6 15 20 15 6 1

Regla N + 1

Cuando en el acoplamiento intervienen dobles enlaces la situación no sigue la

regla del n+1

J es independiente del campo magnético aplicado

La constante de acoplamiento mide la intensidad de la interacción entre pares de protones. Tiene el

mismo valor en las señales acopladas.

Ejemplo: Espectro de 1H del estireno

Ha

Hb

HcHa

17Hz

11Hz11Hz

Jab = 17 HzJac = 11 Hz

doble doblete

Hb

17Hz

1.4 Hz1.4 Hz

Hc

11Hz

1.4 Hz

Las constantes de acoplamiento ayudan a distinguir entre los posibles isómeros de un compuesto

EJEMPLOS DE ESPECTROS HRMN CON INTERPRETACIÓN

Número de picos

Entornos diferentes que rodean a los

átomos de hidrógeno

3

Área bajo los picos

Relación de áreas igual a la relación

entre hidrógenos en cada entorno

3:2:3

Desplazamiento químico

1 pico singlete Carbono adyacente sin hidrógeno

2 picos doblete Carbono adyacente con 1 hidrógeno CH

3 picos triplete Carbono adyacente con 2 hidrógenos CH2

4 picos quartete Carbono adyacente con 3 hidrógenos CH3

Ejercicio: ¿A cuál de las tres sustancias corresponde el RMN?

Ácido propanoico

Ejercicio: ¿Qué información puede obtener del siguiente espectro sabiendo que la fórmula molecular del compuesto es C4H8O2 ?

3 entornos diferentes para los átomos de hidrógeno

Los átomos de hidrógeno en estos tres ambientes están en una relación 2:3:3

Como son 8 hidrógenos, hay un grupo CH2 y dos grupos CH3

El grupo CH2 de 4.1 ppm tiene junto a él un grupo CH3

El grupo CH3 de 1.3 ppm tiene junto a él un grupo CH2

El grupo CH3 de 2.0 ppm tiene junto a él un carbono sin hidrógeno

Están presentes 5 tipos de H en la proporción 5 : 2 : 2 : 2 : 3. Hay un singlete de 5 H, dos tripletes de 2 H cada uno, un cuartete de 2 H y un triplete de 3 H. Cada triplete indica que hay 2H en la posición adyacente, y un

cuartete 3H en la misma posición. Por ello los picos a 4,4 y 2,8 ppm deben estar conectados como unidad CH2CH2.

Los picos a 2,1 y 0,9 ppm deben formar CH2CH3 . Usando la tabla de desplazamiento químico los H pueden ser asignados de la

siguiente manera: 7.2ppm (5H) = ArH

4.4ppm (2H) = CH2O 2.8ppm (2H) = Ar-CH2

2.1ppm (2H) = O=CCH2CH3

0.9ppm (3H) = CH2CH3

Ejercicio: Interpretación del espectro RMN 1H:

C3H6O2

3:2:1

Ejercicio: Elucidación estructural.

Teniendo en cuenta los espectros y la fórmula molecular, justificar qué sustancia los produce.

Metanoato de etilo

Átomo a 1,35 ppmÁtomo a 4,25 ppmÁtomo a 8,05 ppm

C3H6O2

1:1



Acetato de metilo

Atomos a 3,65 ppmAtomos a 2,05 ppm

C3H7NO

3:3:1



N,N-Dimetilformamida

Átomos a 2,85 ppmÁtomos a 2,95 ppmÁtomos a 8,0 ppm

C3H7NO

3:3:1



N-Metilacetamida


C3H7NO

3:2:2



Propionamida


C3H6O2

3:2:1



Ácido Propiónico

Átomos a 1,18 ppmÁtomos a 2,4 ppm

RMN de 13C

El 1.1% del carbono elemental es el isótopo 13C

13C Rangos de desplazamientos químicos

El núcleo 13C también muestra resonancia magnética nuclear ya que, al igual que los protones, tiene espín ½.

Los desplazamientos químicos, también medidos con respecto al tetrametilsilano (TMS), se encuentran en el rango de 0-220 ppm y son afectados por los mismos factores que en

el caso de los protones

La intensidad de las señales no está relacionada con el número de carbonos Lo más importante es el número de señales

cyclohexano C6H12 CDCl3

Ejercicio: Justifique el RMN de C-13 del ciclohexano

benceno C6H6 CDCl3 tolueno C6H5CH3 CDCl3

etil benceno C6H5CH2CH3 CDCl3 acetona CH3(C=O)CH3 CDCl3

metil etil cetona CH3(C=O)CH2CH3 CDCl3etanol CH3CH2OH CDCl3

etanol CH3CH2OH D2Opiridina C5H5N CDCl3

1-propanol CH3CH2CH2OH CDCl3 2-propanol (CH3)2CHOH CDCl3

tercbutanol (CH3)3COH CDCl3 2-butanol CH3CH2CH(OH)CH3 CDCl3

espectrometria de masa

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