Методичка Орлинсон

2.7.1. Сопоставьте данные ИК-спектра со структурой 2-фенилбутил- 3-ола-2. (рисунок 2.7).

Рисунок 2.7 - ИК-спектр к задаче 2.7.1

2.7.2. Произведите отнесение полос поглощения в ИК-спектре пен- тен-3-она-2. (рисунок 2.8).

Рисунок 2.8 - ИК-спектр к задаче 2.7.2

2.7.3. Объясните различия между полосами, отмеченными стрелками на ИК-спектрах фенилацетилена и дифенилацетилена. (рисунок 2.9).

40

HC C

(А)

C C

(Б)

Рисунок 2.9 - ИК-спектр к задаче 2.7.3

2.7.4. Соотнесите данные ИК-спектров со структурами веществ, (рисунок 2.10)

Рисунок 2.10 - ИК-спектры к задаче 2.7.4

41

2.7.5. Соотнесите данные ИК-спектров со структурами веществ, (рисунок 2.11)

Рисунок 2.11 - ИК-спектр к задаче 2.7.5

2.7.6. Интерпретируйте ИК-спектры N-фталилглицина (А), 2-нитро- 1-амино-1,2-дифенилэтена (Б) и 1,1-дихлор-5-(2',5'-диметоксифенил) пен- тадиен-1,3-она-5 (В), (рисунок 2.12).

42

Рисунок 2.12 - ИК-спектр к задаче 2.7.6

2.7.7. Широко используемый в лаборатории растворитель – петролейный эфир представляет собой смесь органических веществ (рисунок 2.13). Какие химические связи проявляются в ИК-спектре?

Рисунок 2.13 - ИК-спектр к задаче 2.7.7

2.7.8. Установите строение линейного углеводорода с C6H10 по его ИК-спектру. (рисунок 2.14)

43

Рисунок 2.14 - ИК-спектр к задаче 2.7.8

2.7.9. Приведены ИК-спектры 1,2 дихлорэтана Cl-СН2СН2-Cl, трихлорэтена Cl-CH=CCl2 и тетрахлорэтена Cl2C=CCl2 (рисунок 2.15). На основании каких соображений можно произвести отнесение каждого из спектров А, Б, В к какому-либо из перечисленных соединений?

Рисунок 2.15 - ИК-спектр к задаче 2.7.9

44

2.7.10. Рассмотрите ИК-спектры продуктов бензоилирования метанола, глицерина и n-толуидина (рисунок 2.16). К каким веществам относятся спектры А-Г?

Рисунок 2.16 - ИК-спектр к задаче 2.7.10

2.7.11. По ИК-спектру определите, какие функциональные группы или кратные связи входят в состав соединений А, Б, и В (рисунок 2.17)?

45

Рисунок 2.17 - ИК-спектр к задаче 2.7.11 2.7.12. С помощью ИК-спектра определите, какие функциональные

46

группы содержат соединения А, Б и В (рисунок 2.18)?

Рисунок 2.18 - ИК-спектр к задаче 2.7.12

2.7.13. На основании известных критериев (см. области 20001660 см-1 и 900-700 см-1) установите, каким изомерным ксилолам (орто-, метаили пара-диметилбензолам) принадлежат ИК-спектры А, Б и В (рисунок

2.19)?

Рисунок 2.19 - ИК-спектр к задаче 2.7.13

47

2.7.14. При кипячении ангидрида 1,4,5- триметилбицикло[2.2.1]гептен-5-дикарбоновой-2,3 кислоты (I) со смесью метанол-вода (1:1) в течение 24 ч образуется сложный эфир строения (II)

или (III):

Проведите обработку данных ИК-спектров (рисунок 2.20) исходного вещества (б) и продукта реакции (а).

Рисунок 2.20 - ИК-спектр к задаче 2.7.14

48

ГЛАВА 3 СПЕКТРОСКОПИЯ ЯДЕРНОГО МАГНИТНОГО РЕЗОНАНСА

Метод спектроскопии ядерного магнитного резонанса (ЯМР) основан на наличии у некоторых ядер атомов магнитного момента (р). Все ядра кроме того обладают собственным моментом количества движения, которое, являясь квантовой величиной, определяется спиновым квантовым числом I. Это число может принимать следующие значения: 0, 1/2, 1, 3/2...7, в зависимости от соотношения числа протонов и массового числа. Так, ядра, имеющие четное массовое число и четный порядковый номер ( , )9, имеют величину I=0. Ядра с нечетным массовым числом и четным или нечетным атомным номером обладают полуцелым спиновым числом.

Например, для ядер: , , , – I=1/2; для ядер: , – 1=3/2; , – I=5/2. Спиновое число I = 0 означает, что соответствующие ядра имеют лишь один энергетический уровень. При I=1/2 ядра могут находиться в магнитном поле в двух энергетических состояниях, которые характеризуются двумя магнитными квантовыми числами m1 = +1/2 и m2 = -1/2. Для ядер с I=1 возможны три состояния: m1 = +1, m2 = 0 и m3 = -1.

Энергию перехода из одного энергетического состояния в другое (ΔЕ) можно рассчитать по следующей формуле:

	E = γ	h	H 0 ,	(3.1)
		2π
где γ –	гиромагнитное отношение, характеризующее природу ядер;
h –	постоянная Планка;

H0 – величина внешнего магнитного поля.

В свою очередь, величину гиромагнитного отношения можно выразить через магнитный момент ядра (µ) и его спиновое квантовое число (I):

γ =	2π			× μ ,				(3.2)
	h			I
а энергию перехода ( E):
E = hv ,								(3.3)
где υ - частота электромагнитного излучения.
Приравниваем левые части уравнений (1) и (3), получим следующее
выражение:
hv = γ				h	H		0 ,	(3.4)
		2π
тогда
v = γ				H 0				(3.5)
				2π

Это частота резонансного поглощения энергии при переходе ядер с низкого уровня на высокий. Величина этой энергии находится в пределах

49