Utilizar da técnica de Infravermelho para a elucidação de funções

orgânicas é muito vantajoso, no entanto, como técnica de elucidação da

estrutura molecular é tanto quanto falha, de difícil análise, no entanto, se

usada em conjunto com outras técnicas trás informações muito importantes.

Em termos de teoria, a técnica se baseia em:

No processo de absorção são absorvidas as frequências de radiação que

equivalem às frequências vibracionais naturais da molécula em questão, e a

energia absorvida serve para aumentar a amplitude dos movimentos

vibracionais das ligações na molécula. Assim, as absorções de cada ligação

tem uma pequena faixa de infravermelho característica, ou seja, a frequência

de vibração é específica para cada molécula, como pode ser observado pela

equação:

√

onde k = força de ligação e m = massa da molécula.

É importante observar que apenas as moléculas que possuem momento

de dipolo que muda em função do tempo são capazes de absorver radiação, H2

por exemplo não apresenta absorção (é simétrica).

As tabelas utilizadas para se elucidar espectros podem ser encontradas

em qualquer livro sobre o assunto, como eu uso o Pavia, D. L. (Introdução à

espectroscopia), uso as tabelas dele, e principalmente o passo-a-passo que ele

propõe para tirar informações rápidas e úteis dos espectros:

Passo-a-passo:

1. Um sinal muito perceptível (Forte) ocorre na faixa de 1820-1660, e

corresponde a C=O, é de bater o olho e ver!

2. Se o sinal acima estiver presente, então os grupos funcionais possíveis para

a molécula são: ácidos, amidas, ésteres, anidridos, aldeídos e cetonas, como

escolher a partir destes?

Moléculas Absorção de

Energia (Infravermelho)

Estado de maior

Energia

a) No espectro há uma banda larga (em alguns casos muito larga, em outros

não, depende da presença de água na amostra) em torno de 3400-2400? Se sim,

ácido carboxílico!

b) Caso existam dois sinais, muito próximos um do outro, em torno de 3400,

então, amida! Aparecem dois sinais, pois a molécula de nitrogênio está ligada

a 2 hidrogênios.

c) Existe uma banda forte entre 1300-1000? É referente a C-O, então, tem-se

um éster.

d) Se aparecerem dois sinais, praticamente de mesma intensidade, entre 1810-

1760, pode ser um anidrido!

e) Se o espectro estiver muito bem resolvido, aparecerá um "ombro" por volta

de 2800, característico do aldeído, mas difícil de ser observado, então, se

nenhuma das anteriores deram certo, pode ser um aldeído ou uma

cetona...procurar alguns deslocamentos na tabela pode ser útil nessa hora =)

3. Caso não exista no espectro o sinal de C=O, ainda restam alguns grupos

funcionais:

a) Se é observado um sinal largo entre 3400-3300, tem O-H na molécula!!!

b) Absorções mais altas, em torno de 3400 são características de aminas,

podendo ser primária ou secundária, depende de quantos sinais aparecem...

c) Se o espectro apresenta apenas o sinal de C-O (1300-1000)...pode ser um

éter!

d) Absorções em torno de 2250, bem fina, é característica de C tripla N

(nitrila).

e) Grupos nitro aparecerem em 1600-1530 e 1390-1300, sendo sinais fortes.

4. Ademais, ligações C-C e CH3 geram muitos sinais no espectro, então não

espere saber quantos carbonos sua molécula desconhecida tem, utilizando

apenas infravermelho!

5. Ligações duplas e anéis aromáticos: em referência às ligações C=C, sinais

aparecem em 1650 e 1600-1450, já para os anéis aromáticos, a tabela abaixo é

bastante útil, além disso, os sinais referentes às substituições do anel são bem

observáveis, ajudando bastante na hora de interpretar:

6. Ligações C triplas C possuem sinal em torno de 2150.

Algumas vezes a fórmula do composto é dada e utilizando-se uma

regrinha básica é possível descobrir o número de insaturações da estrutura, o

que já ajuda bastante!

Utiliza-se a fórmula: CnH2n+2 ou CnH2n+3 quando há nitrogênio na

fórmula molecular, exemplo:

Dado a fórmula molecular: C6H10O3, aplicando a fórmula, ficamos com

C6H14O3, subtraindo uma da outra, H14 – H10 = 4, dividindo esse valor por

2 (sempre), ficamos com 2 insaturações, o que pode ser:

- duas ligações duplas.

- uma ligação tripla

- um fechamento de anel e uma ligação dupla

Assim, pensa-se em uma possível estrutura e a partir desta compara-se

com o espectro fornecido, alterando funções e posições de modo a chegar o

mais próximo possível da estrutura verdadeira.

Alguns exemplos:

Lembrando...

1 insaturação = 1 dupla ou um

fechamento de anel.

2 insaturações = 1 ligação tripla.