Problemas. Módulo 2. Espectroscopía de IR y RMN

1. Dadas las estructuras de cinco isómeros de fórmula molecular C4H8Oy los espectros IR identificados como A, B, C, D y E, indique de manera razonada qué espectro corresponde a cada compuesto y asigne las señales más representativas en cada caso:

2. Identifique y asigne las señales representativas del espectro IR de la vainillina que se muestra a continuación:

3. Identifique y asigne las señales representativas del espectro IR de la acetanilida que se muestra a continuación:

4. Identifique y asigne las señales representativas del espectro IR de la aspirina que se muestra a

continuación:

5. Identifique y asigne las señales representativas del espectro IR de la p-nitroanilina que se muestra a

continuación:

 

6. Si tuvieras que distinguir entre las siguientes parejas A y B de compuestos, qué método espectroscópico (IR o 1H RMN) sería el más apropiado. Asume que NO tienes una muestra de referencia de cada compuesto.

Compuesto A Compuesto B IR RMN

7. Indica el desdoblamiento que esperaras para el(los) hidrógeno(s) marcados en rojo de las siguientes moléculas en el espectro de 1H-RMN Las claves a emplear son: s singlete d doblete t triplete q cuartete m multiplete. Introduce la letra apropiada en la casilla a la derecha de cada fórmula.

A

B C

D E

F

8.  El siguiente espectro de 1H-RMN de un compuesto de fórmula molecular C10H12O2 se ha obtenido en un espectrómetro de 90 MHz. Responde a cada una de las cuestiones introduciendo un número o letra apropiados en cada casilla.

1. Ignorando la señal del TMS a δ = 0, ¿cuantos grupos de señales discretas hay en el espectro?

.......................................... 2. ¿Cuál es la multiplicidad ( s, d, t, q ) de la señal más apantallada del espectro?

................................................................. 3. El espectro muestra un singlete a δ = 3.8 ppm. En unidades de frecuencia (Hz), ¿a qué distancia se

encuentra del TMS? ... 4. ¿Qué unidad estructural corresponde al singlete a δ = 3.8 ppm?

........................................................................................ A CH3–C=O B –CH2– C –O–H D –O–CH3 E C–CH3 F C=C–H 5. A partir de la separación de las líneas (Js), ¿qué señal está acoplada con el cuartete a δ = 2.9 ppm?

..................................... A δ = 1.2 ppm B δ = 3.8 ppm C δ = 6.9 ppm D δ = 7.9 ppm 6. Utilizando el trazo de integración y la fórmula de la muestra, asigna un número entero de protones a cada una de las señales que se indican a continuación:

7.9 ppm ; 6.9 ppm ; 3.8 ppm ; 2.9 ppm ; 1.2 ppm

9. El [18]-anuleno muestra un espectro de 1H RMN inusual que, además de un pico a δ = 8.8 ppm, contiene un segundo pico que tiene un desplazamiento químico δ de -1.9 ppm ¿Qué significa un valor negativo para un desplazamiento químico? El pico a desplazamiento químico bajo tiene la mitad del área del pico más desapantallado. Sugiere una explicación para esta observación.

  [18]-anuleno

10. Asigna las señales del espectro de 1H RMN a 300 MHz de la p-nitroanilina que aparece a continuación. ¿Qué ocurrirá si se registra el espectro tras agitar la muestra con D2O?

11. Establece la estructura de un compuesto de fórmula molecular C4H9Br cuyo espectro de 1H RMN (300 MHz) se muestra a continuación. Asigna las señales del espectro de manera razonada.

12. Asigna las señales del espectro de 1H RMN a 300 MHz de la aspirina que se muestra a continuación.

13. Establece la estructura de un compuesto de fórmula molecular C13H12O cuyo espectro de IR y de 1H RMN (300 MHz) se muestran a continuación. Asigna las señales de ambos espectros de manera razonada.

14. Establece la estructura de un compuesto de fórmula molecular C7H8O cuyo espectro de 1H RMN se muestra a continuación, sabiendo que los valores 9.9, 10.1 y 6.9 corresponden a la integral de las correspondientes señales. Asigna las señales del espectro de manera razonada.

15. Establece la estructura de un compuesto de fórmula molecular C5H8O2 cuyo espectro de 1H RMN se muestra a continuación. Asigna las señales del espectro de manera razonada.

16. Establece la estructura de un compuesto de fórmula molecular C4H8O cuyo espectro de 1H RMN se muestra a continuación. Asigna las señales del espectro de manera razonada.

17. Establece la estructura de un compuesto de fórmula molecular C4H6O cuyo espectro de 1H RMN se muestra a continuación. Asigna las señales del espectro de manera razonada.

18. Establece la estructura de un compuesto de fórmula molecular C8H9NO cuyo espectro de 1H RMN se muestra a continuación. Asigna las señales del espectro de manera razonada.

19. Establece la estructura de un compuesto de fórmula molecular C6H6O cuyos espectros de IR y 1H RMN (300MHz) se muestran a continuación, sabiendo que la señal con δ = 5.7 ppm desaparece al deuterar. Asigna las señales de ambos espectros de manera razonada.

20. Establece la estructura de un compuesto de fórmula molecular C9H8O2 cuyos espectros de IR y de 1H RMN (300 MHz) se muestran a continuación. Asigna las señales de ambos espectros de manera razonada.

21. Explica cómo podrías diferenciar el paracetamol (1) del compuesto de estructura 2 mediante sus espectros 1H RMN.

OH

HN

O

O

HN

O

1 2

22. Traza un diagrama de desdoblamiento para el protón Hb, si Jbc = 10 Hz y Jba = 5 Hz.

Cl

HH

CH2Cla

bc

23. Cómo se podrían distinguir los siguientes compuestos por sus señales de 1H RMN en la región de 6.5 a 8.1 ppm?

OCH3

NO2

OCH3

NO2

OCH3

NO2

24. Hay cuatro ésteres cuya fórmula molecular es C4H8O2 ¿Cómo se podrían distinguir por medio de 1H RMN?

25. Identifica cada uno de los compuestos siguientes de acuerdo con los datos de 1H RMN y la fórmula molecular. Entre paréntesis está el número de hidrógenos responsables de cada señal.

a) C4H8Br2 1.97 ppm (6) singulete 3.89 ppm (2) singulete

b) C8H9Br 2.01 ppm (3) doblete 5.14 ppm (1) cuartete 7.35 ppm (5) singulete ancho

c) C5H10O2 1.15 ppm (3) triplete 1.25 ppm (3) triplete 2.33 ppm (2) cuartete 4.13 ppm (2) cuartete