Методы УФ ИК и ЯМР спектроскопии и их применение в органической химии

А М И Н Ы , и м и н м И И Х г о л и

а) Валентные колебания связей N--Н

—NH 2700-2250 ср. широкая полоса

НЕ П Р Е Д Е Л Ь Н Ы Е А З О Т С О Д Е Р Ж А Щ И Е С О Е Д И Н Е Н И Я

а) Азометины, оксимы, оксазины и др. ( n>c=N_)\ +

С Е Р У С О Д Е Р Ж А Ш И Е О Р Г А Н И Ч Е С К И Е С О Е Д И Н Е Н И Я

а) Колебания связей S-Н и C=S

Г А Л О Г Е Н О П Р О И З В О Д Н Ы Е О Р Г А Н И Ч Е С К И Х С О Е Д И Н Е Н И Й

симметричные колебания связей С -Н в соединениях СН3На1, СН2На12 и циклопропаноне; 3000-2800 - симметричные колебания связей С -Н в СН3На1 и СН2На12, антисимметричные и симметричные колебания свя­

зей С -Н в алканах и алкильных радикалах, присоединенных к кратной

связи, ареновому или гетареновому кольцу; 2800-2600 - валентные коле­ бания групп - N +H3, >N+H2 и =N+H; 2700-2550 - поглощение фосфорных

гидроксикислот; 2650-2350 - колебания связей O -D , S -H , Р-Н; 23502200 - колебания связей Si—Н в алкилсиланах; 2200-2000 - колебания групп —С=С—, - O N , - N 3, -N =C или С =0 в оксиде углерода, кетене или карбонилах металлов общей формулы Мх(СО)у; 1980-1650 - колебания

алленового фрагмента (>С=С=С<) и связей >С =0 в карбонилах метал­ лов, карбонильных соединениях (альдегиды, кетоны, кислоты и их про­ изводные), >C =N - в азометинах, >С=С< в алкенах.

Ниже 1600 см4 идут специфические колебания связей и групп ато­ мов, интерпретацию которых целесообразнее проводить на основании

данных, приведенных в табл. 3.

Практическое использование ИК спектроскопии заключается в применении ее для подтверждения или установления строения вновь синтезированного соединения; обнаружения, установления характера и качественной оценки прочности водородной связи; контроля за протека­

нием реакции и распознавания соединений по их ИК спектрам.

1) После получения данных о качественном и количественн анализах, данных ЯМР ('Н, |3С, ,9F и др.) и масс-спектрометрии с помо­ щью ИК спектроскопии можно подтвердить в анализируемом соедине­ нии наличие функциональных групп (>С =0, NH2, NH, ОН и др.) или крат­ ных связей (>С=С<, —С=С—, >C =N -, - O N и др.), цис-транс- (или синапти) изомерию, трео- или э/ш/я/?о-конформации и решить другие воп­

росы структурного характера.

В этом случае прибегают к «описанию» ИК спектра синтезиро­ ванного соединения.

Пример 8. Описать ИК спектр метилового эфира z/иоп-ацетилфе- нилакриловой кислоты

Наиболее характерными полосами в его ИК спектре, которые не­ обходимо привести, являются полосы кетонного и сложноэфирного кар­ бонилов, 1,4-дизамещение бензольного кольца и г/мс-конфигурация этилиденового фрагмента.

Пример 9. При описании ИК спектра ацетилацетона, находящего­ ся также и в енольной форме

СНз—С-СШ —С-СНз

ОО

обязательно указать условия записи спектра: индивидуальное состояние или раствор, вид растворителя, концентрация раствора и температура записи спектра, поскольку от этих факторов в значительной степени за­ висит характер спектра. Далее необходимо указать полосы поглощения С=0-групп в дикетоне и еноле, поглощение ассоциированной прочной ВМВС ОН-группы и С=С-связи в еноле. Можно (но не обязательно) так­ же привести полосы поглощения различных С-Н-связей.

Пример 10. Описывая ИК спектр бис-триметилстаниилового эфи­ ра бутиндиовой кислоты (Me3SnOCO-C=C-COOSnMe3)2, обязательно привести полосы поглощения связей С^С, С =0 и C -0 -S n . Можно при­ вести поглощение (v и vj) связей С-Н.

2) В случае не очень сложных соединений по ИК спектрам во можно установить (после получения данных качественного и количе­ ственного составов) строение полученного соединения или предложить его возможную структуру.

Пример 11. Соединение имеет состав С5Н|0О2. В его ИК спектре среди прочих полос поглощения имеются полосы при 1710 и 3150 см-1 (в спектре индивидуального состояния), не изменяющиеся при переходе к спектру в растворе СС14. Кроме того, присутствует широкая полоса в интервале 2970-2850 см-1.

Наличие в спектре двух первых полос свидетельствует о присут­ ствии в соединении С=0- и О-Н-групп. (Отсутствие азота в брутто-фор- муле говорит об отсутствии аминогрупп, а отсутствие поглощения около 1600 см 1или в интервале 2100-2250 см 1- об отсутствии С=С или С=С- связсй. Брутто-формула отверг ает также наличие в молекуле бензольно­ го кольца.) Неизменяемые значения частот С=0- и ОН-групп при пере­ ходе от спектра индивидуального вещества к спектру в растворе СС14 свидетельствуют о наличии в соединении прочной ВМВС, которая воз­ можна при наличии в молекуле шестичленного цикла. Отсюда вырисо­ вывается контур молекулы: