5.2: IR -ESPECTROSCOPIA- EL CABALLO
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Un espectro IR muestra rutinariamente picos desde el rango de 3600 a 500 cm -1.
Las frecuencias IR corresponden a las frecuencias de las vibraciones moleculares. Las moléculas vibran a muchas frecuencias, porque cada vibración involucra un grupo particular de átomos, y un movimiento particular como estiramientos, flexión, meneo etc. El mismo grupo de átomos a menudo vibrará a la misma frecuencia, independientemente de la estructura molecular circundante. Este hecho nos permite asignar picos específicos a grupos funcionales específicos.
Existen varias fuentes útiles de tablas de correlación de espectroscopía IR, y aquí se proporciona una versión simplificada. Aunque no es muy extensa, esta tabla te da información sobre los grupos funcionales más importantes que se encuentran en los laboratorios de química orgánica de PSU.
Algo que vale la pena destacar es que muchos grupos funcionales sufren dos tipos de vibraciones y producen picos en dos o más áreas del espectro IR-. En estos casos debemos buscar, y encontrar, todos los picos esperados para el grupo funcional. Por ejemplo, si utilizamos la presencia de un pico O-H para concluir “alcohol”, esperamos encontrar (y debemos buscar) la presencia de un pico C-O para confirmar la conclusión. Asimismo, la presencia de un pico C-H sp 2, debe significar que el espectro contiene un pico C=C. Siempre que sea posible, basar nuestra conclusión en todos los datos relevantes del espectro. No “cherry pick” tus resultados.
Cuadro 1. Tabla de correlación de espectroscopía IR simplificada
| Bond | Absorción [cm -1] | Frecuencia | Comentarios |
| O-H | 3600-3400 | El pico suele ser más amplio que la mayoría, y su intensidad y frecuencia varían con la concentración. Si está presente, busque también el pico C-O. | |
| C-H (sp 2) | 3080-3010 | Alqueno o benceno. Si está presente, busque también el pico C=C. | |
| C-H (sp 3) | 2960-2820 | Si la muestra es una solución DCM, aquí encontrará un pico de disolvente muy fuerte que oscurece cualquier pico C-H (sp3) que pueda ser generado por el compuesto objetivo. | |
| C-H (aldehído) | 2720 y/o 2820 | Muy característico. Si está presente, busque también el pico C=O. | |
| C=O (carbonilo) | 1750-1680 | Muy característico. Un gran número de grupos funcionales contienen un grupo carbonilo, por lo que, si están presentes, también buscan otros picos que puedan identificar al grupo funcional | |
| C=C | 1680-1600 | Alqueno o benceno. | |
| C-O (alcohol, éster, éter) | 1300-1100 | Enlace complementario en alcohol, ésteres y éteres (pero no sólo esos enlaces). Si está presente un pico O-H, esto podría indicar un grupo alcohol o ácido carboxílico, mientras que la presencia de un pico carbonilo y la ausencia de pico O-H pueden indicar un grupo éster. La ausencia de picos tanto O-H como carbonilo indicaría un grupo éter. |
En general, es una buena idea obtener un espectro IR del material de partida así como un espectro IR- del producto. Esto permite una comparación directa de los dos espectros y facilita establecer que el material de partida ya no está presente y encontrar nuevos picos que puedan corresponder al producto.
Los espectros que se muestran a continuación provienen de un experimento en el que un estudiante intentó oxidar un alcohol secundario a una cetona. El espectro superior pertenece al material de partida (alcohol), mientras que el espectro medio provino de una muestra auténtica del producto. El espectro inferior se obtuvo de una muestra del producto del estudiante.
El espectro del estudiante (abajo) contiene un pico C=O a 1747 cm -1, pero una comparación de este espectro con el material de partida (arriba) revela una interpretación alternativa. El espectro del material de partida tiene un pico OH claro y distinto (y el pico C-O correspondiente). El espectro de la muestra madre de producto, carece del pico OH, pero se observa fácilmente un pico C=O muy característico. El espectro IR del producto del estudiante también indica la presencia de la cetona deseada (pico fuerte de C=O), pero también revela el mismo pico O-H que se encuentra en el espectro del material de partida.
Una conclusión lógica de este análisis es que la oxidación del estudiante no ha llegado a su conclusión o que la purificación no ha sido satisfactoria.
Se trata de un microcosmos de la totalidad del análisis IR: buscando la aparición de desaparición de picos específicos para responder a la pregunta de si una reacción ha funcionado o no.
