IR ve 1H NMR İle Yapı Tayini (structure determination by IR and 1H NMR)

Molekül formülü bilinen bir bileşiğin yapısal formülünün bulunmasında:

1. Öncelikle bileşikteki doymamışlık derecesinin saptanması IR ve NMR spektrum verilerinin değerlendirilmesini kolaylaştırır. Doymamışlık derecesi aşağıdaki eşitlikle hesaplanır:

CcHhNnOoXx

2. IR spektrumdaki karakteristik piklerin dalga sayıları spektrumdaki skaladan okunarak kaydedilir ve moleküler hareketlere göre sınıflandırılır. (Tablo-2)

3. Verilen NMR spektrumdaki piklerin yaklaşık integral değerleri spektrumdan saptanır ve kaydedilir, pik bölünme paternleri değerlendirilerek bileşiğin içerdiği gruplardaki proton sayıları saptanır. (Tablo-1)

Sonuç: Elde edilen bilgiler bir araya getirilerek bileşiğin yapısı çıkarılır.

****
ÖRNEK. 1

Molekül formülü C9H10O olan bir bileşiğin yapısal formülü nedir?


ÇÖZÜM

IR spektrumda karakteristik absorbsiyon bantlarının yaklaşık dalga sayıları (cm-), NMR’da yaklaşık  integral ve d değerleri (ppm) işaretlenir.


1. Molekülün Doymamışlık Derecesi, DD:

Molekül formülü: C9H10O
Doymamış 5 birim vardır; 5 doymamışlık, halkalar ve/veya pi bağları gösterir.

2. IR Spektrum Verilerinin Değerlendirilmesi
IR verilere göre madde bir mono sübstitüe aromatik keton olabilir.

3. NMR Spektrum Verilerinin Değerlendirilmesi

SONUÇ
****
ÖRNEK. 2

Molekül formülü C9H10O olan bir bileşiğin yapısal formülü nedir?


ÇÖZÜM

IR spektrumda karakteristik absorbsiyon bantlarının yaklaşık dalga sayıları (cm-), NMR’da yaklaşık  integral ve d değerleri (ppm) işaretlenir.


1. Molekülün Doymamışlık Derecesi, DD:

Molekül formülü: C8H10O
Doymamış dört birim vardır; 4 birim tipik olarak aromatik halkayı gösterir.

2. IR Spektrum Verilerinin Değerlendirilmesi 
IR verilere göre madde bir para sübstitüe aromatik eter olabilir.

3. NMR Spektrum Verilerinin Değerlendirilmesi  

SONUÇ
****
ÖRNEK. 3

Molekül formülü C9H10O olan bir bileşiğin yapısal formülü nedir?


ÇÖZÜM

IR spektrumda karakteristik absorbsiyon bantlarının yaklaşık dalga sayıları (cm-), NMR’da yaklaşık  integral ve d değerleri (ppm) işaretlenir.


1. Molekülün Doymamışlık Derecesi, DD:

Molekül formülü: C5H12O
Doymamış yoktur.

2. IR Spektrum Verilerinin Değerlendirilmesi
IR verilere göre madde bir alifatik eter olabilir.

3. NMR Spektrum Verilerinin Değerlendirilmesi

SONUÇ

****
ÖRNEK. 4

Molekül formülü C9H10O olan bir bileşiğin yapısal formülü nedir?


ÇÖZÜM

IR spektrumda karakteristik absorbsiyon bantlarının yaklaşık dalga sayıları (cm-), NMR’da yaklaşık  integral ve d değerleri (ppm) işaretlenir.
  

1. Molekülün Doymamışlık Derecesi, DD:

Molekül formülü: C6H12O2
Doymamış bir birim vardır; 1 C=C, 1C = O veya 1 halka.

2. IR Spektrum Verilerinin Değerlendirilmesi
IR verilere göre madde bir alifatik ester olabilir.

3. NMR Spektrum Verilerinin Değerlendirilmesi

SONUÇ

****
ÖRNEK. 5

Molekül formülü C9H10O olan bir bileşiğin yapısal formülü nedir?


ÇÖZÜM

IR spektrumda karakteristik absorbsiyon bantlarının yaklaşık dalga sayıları (cm-), NMR’da yaklaşık  integral ve d değerleri (ppm) işaretlenir.


1. Molekülün Doymamışlık Derecesi, DD:

Molekül formülü: C4H7ClO2
Doymamış bir birim vardır; 1 doymamış: 1C=C, 1C=O veya 1 halka.

2. IR Spektrum Verilerinin Değerlendirilmesi
Doymamışlık derecesi 1 olduğuna göre, molekülde 1C=C veya1C=O olabilir; aromatik grup yoktur. IR verilere göre molekül klorlu alifatik bir esterdir.

3. NMR Spektrum Verilerinin Değerlendirilmesi

SONUÇ

****
ÖRNEK. 6

Molekül formülü C4H8O2 olan bir bileşiğin yapısal formülü nedir?


ÇÖZÜM

IR spektrumda karakteristik absorbsiyon bantlarının yaklaşık dalga sayıları (cm-), NMR’da yaklaşık  integral ve d değerleri (ppm) işaretlenir.


1. Molekülün Doymamışlık Derecesi, DD:

Molekül formülü: C4H8O2
Doymamış bir birim vardır; 1 doymamış: 1C=C, 1C=O veya 1 halka.

2. IR Spektrum Verilerinin Değerlendirilmesi
Doymamışlık derecesi 1 olduğuna göre, molekülde 1C=C veya1C=O olabilir; aromatik grup yoktur. IR verilere göre molekül alifatik bir karboksilik asittir

3. NMR Spektrum Verilerinin Değerlendirilmesi

SONUÇ

****
ÖRNEK. 7

Molekül formülü C6H12O olan bir bileşiğin yapısal formülü nedir?


ÇÖZÜM

IR spektrumda karakteristik absorbsiyon bantlarının yaklaşık dalga sayıları (cm-), NMR’da yaklaşık  integral ve d değerleri (ppm) işaretlenir.


1. Molekülün Doymamışlık Derecesi, DD:

Molekül formülü: C6H12O
Doymamış bir birim vardır; 1 doymamış: 1C=C, 1C=O veya 1 halka.

2. IR Spektrum Verilerinin Değerlendirilmesi
Doymamışlık derecesi 1 olduğuna göre, molekülde 1C=C veya1C=O olabilir; aromatik grup yoktur. IR verilere göre molekül alifatik bir ketondur.

3. NMR Spektrum Verilerinin Değerlendirilmesi

SONUÇ

****
ÖRNEK. 8

Molekül formülü C6H14O olan bir bileşiğin yapısal formülü nedir?


ÇÖZÜM

IR spektrumda karakteristik absorbsiyon bantlarının yaklaşık dalga sayıları (cm-), NMR’da yaklaşık  integral ve d değerleri (ppm) işaretlenir.


1. Molekülün Doymamışlık Derecesi, DD:

Molekül formülü: C6H14O
Doymamış birim yoktur.

2. IR Spektrum Verilerinin Değerlendirilmesi
Doymamışlık derecesi 0 olduğuna göre, molekülde doymamış grup yoktur; aromatik ve karbonil grup da bulunmaz. Bu durumda formülde verilen oksijen, eter grubuna ait olabilir. IR verilere göre molekül alifatik bir eterdir.

3. NMR Spektrum Verilerinin Değerlendirilmesi

SONUÇ

****
ÖRNEK. 9

Molekül formülü C10H13NO3 olan bir bileşiğin yapısal formülü nedir?


ÇÖZÜM

IR spektrumda karakteristik absorbsiyon bantlarının yaklaşık dalga sayıları (cm-), NMR’da yaklaşık  integral ve d değerleri (ppm) işaretlenir.


1. Molekülün Doymamışlık Derecesi, DD:

Molekül formülü: C10H13NO3
Doymamış 5 birim vardır; 5 doymamışlık, halkalar ve/veya pi bağları gösterir.

2. IR Spektrum Verilerinin Değerlendirilmesi
IR verilere göre madde nitro grubu içeren bir para-sübstitüe aromatik alkol olabilir;

3. NMR Spektrum Verilerinin Değerlendirilmesi

SONUÇ

****
ÖRNEK. 10

Molekül formülü C11H14O2 olan bir bileşiğin yapısal formülü nedir?


ÇÖZÜM

IR spektrumda karakteristik absorbsiyon bantlarının yaklaşık dalga sayıları (cm-), NMR’da yaklaşık  integral ve d değerleri (ppm) işaretlenir.


1. Molekülün Doymamışlık Derecesi, DD:

Molekül formülü: C11H14O2
Doymamış 5 birim vardır; 5 doymamışlık, halkalar ve/veya pi bağları gösterir.

2. IR Spektrum Verilerinin Değerlendirilmesi
IR verilere göre madde bir para-sübstitüe aromatik aldehit veya ketondur.

3. NMR Spektrum Verilerinin Değerlendirilmesi

SONUÇ

****
ÖRNEK. 11

Molekül formülü C9H10O2 olan bir bileşiğin yapısal formülü nedir?


ÇÖZÜM

IR spektrumda karakteristik absorbsiyon bantlarının yaklaşık dalga sayıları (cm-), NMR’da yaklaşık  integral ve d değerleri (ppm) işaretlenir.


1. Molekülün Doymamışlık Derecesi, DD:

Molekül formülü: C9H10O2
Doymamış 5 birim vardır; 5 doymamışlık, halkalar ve/veya pi bağları gösterir.

2. IR Spektrum Verilerinin Değerlendirilmesi
IR verilere göre bileşik 1,3-di-sübstitüe (meta) aromatik bir keton olabilir.

3. NMR Spektrum Verilerinin Değerlendirilmesi

SONUÇ

****
ÖRNEK. 12

Molekül formülü C9H7ClO2 olan bir bileşiğin yapısal formülü nedir?


ÇÖZÜM

IR spektrumda karakteristik absorbsiyon bantlarının yaklaşık dalga sayıları (cm-), NMR’da yaklaşık  integral ve d değerleri (ppm) işaretlenir.


1. Molekülün Doymamışlık Derecesi, DD:

Molekül formülü: C9H7ClO2
Doymamış 6 birim vardır; 6 doymamışlık, halkalar ve/veya pi bağları gösterir.

2. IR Spektrum Verilerinin Değerlendirilmesi
IR verilere göre bileşik 1,3-di-sübstitüe (meta) aromatik bir karboksilik asit olabilir.

3. NMR Spektrum Verilerinin Değerlendirilmesi

SONUÇ

****
ÖRNEK. 13

Molekül formülü C8H8O2 olan bir bileşiğin yapısal formülü nedir?


ÇÖZÜM

IR spektrumda karakteristik absorbsiyon bantlarının yaklaşık dalga sayıları (cm-), NMR’da yaklaşık  integral ve d değerleri (ppm) işaretlenir.


1. Molekülün Doymamışlık Derecesi, DD:

Molekül formülü: C8H8O2
Doymamış 5 birim vardır; 5 doymamışlık, halkalar ve/veya pi bağları gösterir.

2. IR Spektrum Verilerinin Değerlendirilmesi
IR verilere göre bileşik 1,2-di-sübstitüe (orto) benzen karboksilik asit olabilir.

3. NMR Spektrum Verilerinin Değerlendirilmesi

SONUÇ

****
ÖRNEK. 14

Molekül formülü C7H7NO2 olan bir bileşiğin yapısal formülü nedir?


ÇÖZÜM

IR spektrumda karakteristik absorbsiyon bantlarının yaklaşık dalga sayıları (cm-), NMR’da yaklaşık integral ve d değerleri (ppm) işaretlenir.


1. Molekülün Doymamışlık Derecesi, DD:

Molekül formülü: C7H7NO2
Doymamış 5 birim vardır; 5 doymamışlık, halkalar ve/veya pi bağları gösterir.

2. IR Spektrum Verilerinin Değerlendirilmesi
IR verilere göre bileşik nitro grubu içeren bir 1,2-di-sübstitüe (orto) benzen olabilir.

3. NMR Spektrum Verilerinin Değerlendirilmesi

SONUÇ


TABLO-1: 1H NMR KİMYASAL KAYMA DEĞERLERİ, d


Proton Tipi
Yapı
d, ppm
Proton Tipi
Yapı
d, ppm
Siklopropan
C3H6
0.2
Alkoler
H¾C¾OH
3.4-4
Primer
R¾CH3
0.9
Eterler
H¾C¾OR
3.3-4
Sekonder
R2¾CH2
1.3
Esterler
RCOO¾C¾H
3.7-4.1
Tersiyer
R3¾C¾H
1.5
Esterler
H¾C¾COOR
2-2.2
Vinilik
C═C¾H
4.6-5.9
Asitler
H¾C¾COOH
2-2.6
Asetilenik
C≡C¾H
2-3
Karboniller
H¾C¾C═O
2-2.7
Aromatik
Ar¾H
6-8.5
Aldehidik
R¾ (H¾)C═O
9-10
Benzilik
Ar¾C¾H
2.2-3
Hidroksilik
R¾C¾OH
1-5.5
Allilik
C═C¾CH3
1.7
Fenolik
Ar¾OH
4-12
Fluorürler
H¾C¾F
4-4.5
Enolik
C═C¾OH
15-17
Klorürler
H¾C¾Cl
3-4
Karboksilik
RCOOH
10.5-12
Bromürler
H¾C¾Br
2.5-4
Amino
RNH2
1-5
İyodürler
H¾C¾I
2-4





TABLO-2: IR SPEKTROSKOPİSİ FONKSİYONEL GRUP DALGA SAYILARI, cm-1

Fonksiyonel grup
Moleküler hareket
Dalga sayısı (cm-1)
Aklanlar
C-H gerilme
2950-2800
CH2 eğilme
~1465
CH3 eğilme
~1375
CH2 eğilme (³ 4)
~720
C-C gerilme ve eğilmeler
1360-1470
C-C  (...–CH2–CH2–...)
1450-1470
C-C  (...–CH2–CH3)
1360-1390
Aromatikler


 
 
C-H gerilme
3020-3000
C=C gerilme
~1600, ~1475
Overtone bantlar
2000-1650
C-H eğilme (mono, 2 bant)
770-730, 715-685
C-H eğilme (orto, 1 bant)
770-735
C-H eğilme (meta, 3 bant)
860-900, 750-810, 680-725
C-H eğilme (para, 1 bant)
850-800
Alkoller
O-H gerilme
~3650, 3400-3300
C-O gerilme
1260-1000
Eterler
C-O-C gerilme (dialkill)
1300-1000
C-O-C gerilme (diarill)
~1250, ~1120
Aldehitler
C-H aldehit gerilme
~2850, ~2750
C=O gerilme
~1725
Ketonlar
C=O gerilme
~1715
C-C gerilme
1300-1100
Karboksilik asitler
O-H gerilme
3400-2400
C=O gerilme
1730-1700
C-O gerilme
1320-1210
O-H eğilme
1440-1400
Esterler
C=O gerilme
1750-1735
C-C(O)-C gerilme (asetatlar)
1260-1230
C-C(O)-C gerilme (diğerleri)
1210-1160
Asit klorürler
C=O gerilme
1810-1775
C-Cl gerilme
730-550
Anhidritler
C=O gerilme
1830-1800, 1775-1740
C-O gerilme
1300-900
Alil halojenler
C-F gerilme
1400-1000
C-Cl gerilme
785-540
C-Br gerilme
650-510
C-I gerilme
600-485
Ntro grupları
 
-NO2 (alifatik)
-NO2 (aromatik)
1600-1530, 1390-1300
1550-1490, 1355-1315