Soroka, Mirosław - Spektroskopowe metody identyfikacji związków organicznych.pdf

(10160 KB) Pobierz
SKRYPT
Mirek Soroka
LABORATORIUM
CHEMII ORGANICZNEJ
DLA P.T. NIEDORAJDÓW
czyli
KUCHNIA CHEMII ORGANICZNEJ
DLA TYCH, CO PO RAZ PIERWSZY ...
Część 2.3.
Spektroskopowe metody identyfikacji
związków organicznych
Zbiór problemów
Wrocław, 2004-12-12
309142865.001.png
Copyright © 2004 by Mirek Soroka.
This Academic Workbook (AW) has been compiled from many sources by Mirek Soroka. The
reproduction or utilization of any page of this AW or AW in whole, in any form or by any
electronic, mechanical, electrostatic, magnetic, or the other means, now known or hereafter
invented, including xerography, photocopying, and recording, and in any information storage
and retrieval system is permitted, but not recommended.
Copying is an essence of the Nature. However, it is obviously much easier, and much cheaper to
buy an original printout of this AW, what gives you additionally an opportunity to get my
autograph or even dedication …
So, please buy the original!
Mirek Soroka
93 rd semester student
Ten zbiór problemów spektroskopowych został skompilowany przez Mirka Sorokę z wielu źródeł.
Nie mam nic przeciwko kopiowaniu jakiejkolwiek strony tego zbioru, a nawet jego całości –
wszak kopiowanie jest istotą Natury, jednakowoż kupienie dzieła oryginalnego jest w tym
przypadku znacznie łatwiejsze i tańsze, a ponadto daje Ci możliwość uzyskania autografu, a
nawet dedykacji autora ...
Dlatego też proszę – kup oryginał!
Mirek Soroka
Student 93 semestru
Looking for a reaction?
Try me! I am a chemist.
Drogi Czytelniku,
jako człowiek obcujący na co dzień z książkami, wiesz doskonale o tym, że nie sposób napisać i wydać książkę bez błędów!
Również i w tym zborze jest ich zapewne bez liku.
Podczas powstawania książki jest wiele węzłów technologicznych, w których mogą się pojawić błędy.
Autor mógł coś źle napisać. Błędnie mogło być coś przepisane. Pomylić się, źle zrozumieć albo wręcz poprawić po swojemu, mógł komputer.
W tym zbiorze istotnie tak właśnie było. Już po wydrukowaniu problemów spektroskopowych zauważyłem, że w tabelach IR, zamiast wiązań
potrójnych, napisanych czcionką CatBats, pojawiła się stylizowana litera „H”.
Nie chcę jednak żadnych błędów „zwalać” na komputery. W tym miejscu chciałbym jednak zwrócić uwagę Czytelnika na to, że we współczesnym
świecie coraz więcej błędów powoduje właśnie „inteligentna aparatura”. Co więcej, ośmielam się twierdzić, że im bardziej „inteligentna” jest
aparatura analityczna, tym większe ma skłonności do oszukiwania! Mam tego rozliczne przykłady, które udało mi się w porę zauważyć. Strach
pomyśleć, ilu nie zauważyłem! Niewinna też jest „Brać Drukarska”. Wszystkie błędy są wyłącznie moją winą.
Dlatego proszę o uważne czytanie i natychmiastowe zapisywanie zauważonych błędów, choćby na wewnętrznej stronie okładki, a następnie
przesłanie ich na mój adres e-mailowy. Zrewanżuję się, jeśli będę mógł, kopią następnego wydania. Jeśli, ma się rozumieć, otrzymam również adres
nadawcy. Będę wdzięczny również za wszelkie uwagi i sugestie, a zwłaszcza za uzupełnienie tabel korelacyjnych o niezbędne dane, które były
wynikiem systematycznego rozwiązywania problemów.
Właścicielem tej książeczki jest . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
Semestr . . . . . roku akademickiego . . . . . . / . . . . . .
Podpis . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
309142865.002.png
Mirek Soroka
LABORATORIUM
CHEMII ORGANICZNEJ
DLA P.T. NIEDORAJDÓW
czyli
KUCHNIA CHEMII ORGANICZNEJ
DLA TYCH, CO PO RAZ PIERWSZY ...
Część 2.3.
Spektroskopowe metody identyfikacji
związków organicznych
Zbiór problemów
Elektroniczna wersja tej książki
jest moim darem dla
Biblioteki Politechniki Wrocławskiej
Mirek Soroka
2007-12-12
Dla wszystkich badaczy sztuki chemicznej,
to znaczy dla naturalnych synów Hermesa Trismegistosa,
autor prosi Boga o zdrowie i o błogosławieństwo.
Michael Sendivogius (Michał Sędziwój, 1604)
i MS (2004, student 93 semestru)...
Wrocław, 2004-12-12
Spis treści
1. Wstęp (4 str.)
2. Algorytm (4 str.)
3. Przykład (3 str.)
4. For those who do not understand Polish (9 pages)
5. Problemy, wstęp i literatura (1)
5.1. Zadania MS040300-MS040946 (143 zadania z IR/NMR i MS w postaci numerycznej)
5.2. Zadania MS040008-MS040144 (58 zadań z MS w postaci numerycznej)
6. Tabele korelacyjne
Mass spektrometry (MS) (3 tabele)
MS_Tabela 1. Rozpowszechnienie i dokładne masy izotopów pierwiastków częściej
występujących w związkach organicznych.
MS_Tabela 2. Kationorodniki i kationy częściej występujące w widmach masowych (EI)
MS_Tabela 3. Rodniki i cząsteczki obojętne obserwowane w widmach masowych (EI)
1 H Nuclear Magnetic Resonanse (NMR) (8 tabel)
NMR_Tabela 1.1. Wpływ efektu indukcyjnego podstawnika w pozycji α- na wartość
przesunięcia chemicznego grupy metinowej (n=1), metylenowej (n=2) i metylowej (n=3)
NMR_Tabela 1.2. Wpływ efektu indukcyjnego podstawnika w pozycji α- na wartość
przesunięcia chemicznego grupy metinowej (n=1), metylenowej (n=2) i metylowej (n=3),
podstawniki złożone.
NMR_Tabela 1.3. Wpływ efektu indukcyjnego dwóch podstawników w pozycji α- na
wartość przesunięcia chemicznego grupy metylenowej (n=2) w wybranych związkach o
wzorze X-CH 2 -X.
NMR_Tabela 2.1. Wpływ efektu indukcyjnego podstawnika w pozycji β- na wartość
przesunięcia chemicznego grupy metinowej (n=1), metylenowej (n=2) i metylowej (n=3)
NMR_Tabela 2.2. Wpływ efektu indukcyjnego podstawnika w pozycji β- na wartość
przesunięcia chemicznego grupy metinowej (n=1), metylenowej (n=2) i metylowej (n=3),
podstawniki złożone
NMR_Tabela 3. Wartości przesunięć chemicznych wybranych związków nienasyconych,
aldehydów, imin, etc.
NMR_Tabela 4. Wpływ podstawnika na przesunięcie chemiczne protonów w pozycji o-, m-
i p- w monopodstawionych pochodnych benzenu (Ph-X)
NMR_Tabela 5. Typowe wartości przesunięć chemicznych protonów wymienialnych (na
heteroatomach)
Infrared Spectroscopy (IR) (7 tabel)
IR_Tabela 1. Zakres 3650-2350 cm -1 (pasma rozciągające grup –O-H, -N-H i C-H
IR_Tabela 2. Zakres 2500-1900 cm -1 (wiązania wielokrotne)
IR_Tabela 3.1. Zakres 2000-1400 cm -1 (wybrane fragmenty i wiązania podwójne, bez C=O)
IR_Tabela 3.2. Zakres 2000-1400 cm -1 (drgania wiązań podwójnych, wybrane związki
karbonylowe)
IR_Tabela 4.1. Zakres 1500-600 cm-1 (drgania wybranych fragmentów i grup funkcyjnych,
część I)
IR_Tabela 4.2. Zakres 1500-600 cm-1 (drgania wybranych fragmentów i grup funkcyjnych,
część II)
IR_Tabela 4.3. Zakres 1500-600 cm-1 (drgania wybranych fragmentów i grup funkcyjnych,
część III)
7. Lista z numerami zadań
4
Drogi Czytelniku,
jeśli wykonałeś już w swoim życiu pół kopy syntez lub zbadałeś z pół tuzina reakcji organicznych
– ta książka nie jest dla Ciebie. Nie trać czasu. Możesz ją spokojnie odłożyć na półkę. Ona jest dla
tych, którzy „pierwszy raz”, chyba ..., że chcesz nauczyć czegoś autora, czyli mnie. To co innego.
Oczekuję na Twój e-mail (miroslaw.soroka@pwr.wroc.pl).
Metody spektroskopowe zdominowały współczesną chemię, zwłaszcza chemię organiczną. Praca w
laboratorium chemicznym, które nie ma dostępu do nowoczesnych spektrometrów, a zwłaszcza do
wielkiej trójki: spektrometr mas ( MS ), spektrometr magnetycznego rezonansu jądrowego ( NMR ) i
spektrometr w podczerwieni ( IR ) - nie jest możliwa. Metody te stały się niezastąpionym
narzędziem badawczym, a spektrometry są zwykle instalowane „pod ręką”, często w miejscu
dokonywania eksperymentu, a nierzadko wykonuje się nawet eksperymenty bezpośrednio w
spektrometrach! Coraz częściej stosuje się je również do kontroli procesów technologicznych
bezpośrednio na instalacjach przemysłowych. Od dawna stosuje się je w badaniach kosmicznych.
Stosuje się je również w naszym codziennym życiu, choćby do tak trywialnych, żeby nie
powiedzieć zbytecznych celów, jak na przykład analiza zawartości etanolu w wydychanym
powietrzu.
Nic więc dziwnego, że wykłady i ćwiczenia z „metod spektroskopowych” są oferowane na każdym
uniwersytecie. Żeby jednak nabyć biegłości w stosowaniu metod spektroskopowych, nie wystarczy
tylko wysłuchać kilku wykładów, bądź przeczytać kilka książek. Niezbędny jest trening. Ta
książeczka jest właśnie pomyślana jako narzędzie do treningu. Jest ona fragmentem „Laboratorium
chemii organicznej”, a składa się z ponad setki zadań wybranych z obszernej kolekcji zgromadzonej
przez autora w czasie ponad 90 semestrów studiów. Są to zadania „rzeczywiste”, to znaczy takie, do
których widma zostały wykonane z rzeczywistych substancji w naszych laboratoriach, głównie
przez studentów „odrabiających” laboratorium z metod spektroskopowych. Do zbioru dodano
algorytm rozwiązywania problemów spektroskopowych, zadanie wzorcowe i minimalny zestaw
tabel korelacyjnych skompilowanych z różnych źródeł literaturowych.
Kilkanaście stron tej książeczki napisano po angielsku (I believe!), żeby umożliwić studiowanie
tego podręcznika studentom, którzy nie posługują się językiem polskim. Ten zbiór zadań nie
zawiera rozwiązań - głównie z powodów oszczędnościowych, ale także z tego powodu, że
problemy w nim umieszczone są łatwe. Powinny być łatwe dla większości studentów, bowiem
rzadko dotyczą związków, których masa cząsteczkowa przekracza 250. Większość problemów
składa się z trzech widm: IR, 1 H NMR i MS. Z tego wydania usunięto widma UV, jako, że ich moc
dowodowa jest niewielka, co nie podważa, ma się rozumieć, dużego znaczenia spektroskopii
UV/Vis, jako taniego i czasami niezastąpionego narzędzia analitycznego. W tym zbiorze nie ma
również analizy elementarnej, która jeszcze niedawno była podstawowym narzędziem
strukturalnym.
Nie muszę przypominać, że niemal każde laboratorium dysponujące spektrometrami jest w
posiadaniu mniej lub bardziej obszernych bibliotek widm, a nierzadko programów, które
umożliwiają komputerowe porównanie zmierzonego widma z widmem w posiadanych zbiorach, co
umożliwia automatyczną identyfikację substancji badanej w czasie kilku minut. Już w epoce przed-
komputerowej taką możliwość dawały algorytmy umieszczane w atlasach widm, z najbardziej
chyba znanym „SpecFinderem” Sadtlera. Czy jest zatem sens, żeby ćwiczyć umiejętność, która
wydaje się zbyteczna we współczesnym świecie? Którą za nas może wykonać komputer? Nie
wiem. A czy jest jakiś sens w rozwiązywaniu krzyżówek? A w układaniu puzzli? Sądzę, że
rozwiązywanie problemów z metod spektroskopowych przypomina właśnie układanie puzzli, a
może nawet, do pewnego stopnia, pracę śledczego, który na podstawie zebranych dowodów
powinien wyjaśnić sprawę i wskazać „przestępcę”. Potraktowanie tego zbioru problemów jak
5
 
Zgłoś jeśli naruszono regulamin