SPEKTRSKPI- TABELLER IR, NMR, MS Roland Gustafsson rganisk kemi Umeå universitet (00-05)
INNEÅLLSFÖRTEKNING IR-TABELLER........................... 1-5 Översiktsfigur................................ 1 Förkortningar................................. 1 KRRELATINSTABELLER...................... -5 KLSKELETTET........................... Aromatiska föreningar....................... Alkaner, alkylgrupper........................ Alkener............................... Alkyner............................... KARBNYLFÖRENINGAR..................... Aldehyder, ketoner, kinoner.................... Estrar, laktoner........................... Karboxylsyror............................ Anhydrider............................. Amider............................... 4 Syrahalider............................. 4 ALKLER, FENLER, ETRAR................. 4 Alkoholer.............................. 4 Fenoler............................... 4 Etrar................................. 4 KVÄVEALTIGA FÖRENINGAR.................. 4 Aminer............................... 4 Iminer................................ 5 Nitroföreningar........................... 5 Nitriler, isonitriler.......................... 5 ALGENFÖRENINGAR...................... 5 SVAVELFÖRENINGAR....................... 5 NMR-TABELLER.......................... 6 Protonskift (översiktsbild)....................... 6 Kemiskt skift för,,.................... 7 Beräkning av skift för X- -Y.................... 7 Skift för protoner i omättade system.................. 8 Skift för protoner bundna till, N, S................. 8 Skift för protoner i aromater och heteroaromater........... 9 Beräkning av protonskift i subst. bensenföreningar.......... 9 Kopplingskonstanter proton-proton................. 10 Skift för kol (översiktsbild).................... 11 Skift för deutererade lösningsmedel................. 11 Kolskift för alkaner, cykloalkaner.................. 1 Substituenters inverkan på kolskift................. 1 Kolskift för substituerade alkener.................. 1 Beräkning av kolskift i subst. bensenföreningar........... 1 Kolskift för några heteroaromater.................. 1 MS-TABELLER.......................... 145 Atommassor och isotophalter.................... 14 Intensitet av isotoptoppar i halogenföreningar............ 14 Vanliga fragment som elimineras.................. 15 i
Bindningstyp Kol-kol ( ( ( (((( ( str == str = str - str ( ) "rock" n - str = cis Kol-väte ( ( ( - str ( ( ( ( =- str - böjn - böjn = trans Aromatiska ( Ar- str (((((( ## # # ((((((( komb band ring vib Ar- böjn Kol-syre ((((((( ((((((((( = str - str Kol-kväve (( (((((((( ((((((( N str =N str -N str Syre-väte ((((( ((((( - str - böjn. Kväve-väte (( ((( N- str N- böjn Svavel-syre =S= str (asym) ((((( (((((((( =S= str (sym) Vågtal (cm ) 000 000 1800 1600 1400 100 1000 800 600 UNGEFÄRLIGA ABSRPTINSLÄGEN I IR FÖR VISSA BINDNINGSTYPER FÖRKRTNINGAR asym böjn def komb konj m s str sym v vib w asymmetrisk böjning deformation kombination(s-) konjugerad mediumintensitet stark intensitet sträckning symmetrisk varierande intensitet vibration svag intensitet 1
Vågtal (cm ) 00 800 400 000 1800 1600 1400 100 1000 800 600 * * * * * * * * * * * * * 1. KLSKELETTET (i) Aromatiska föreningar ((w (((m((m monosubst. ((s Band vid 700 cm (w ((m ((m ((s kan saknas (m " " orto-disubst. ((s " " meta-disubst. ((s ((s " " para-disubst. ((s arom. = str - def ur planet (ii) Alkaner och alkylgrupper ((s ((s s(( (((m/s -, -, - etc. yklopropaner ((s " s(( ( (m/m ( ) - Två lika intensiva m-toppar " s(( ((m ( ) - Typiska m/s-toppar (s " (((m ((s " (((w (sp ) (iii) Alkener (m =- (((w/m ((s ( (s/s (m (m -=- (trans) (((w/m ((s (m -=- (cis) (((w/m (m =< (((w/m ((s ((s (m -=< (((w/m (((s (iv) Alkyner (s - (terminal) (w - - ((w (ibland svår att se) - str str = str - def - def ur planet Vågtal (cm ) 00 800 400 000 1800 1600 1400 100 1000 800 600 * * * * * * * * * * * * *. KARBNYLFÖRENINGAR (i) Aldehyder, ketoner, kinoner Aldehyder (((m Mättad alifatisk (s Flera toppar vid lägre vågtal. (((m Aryl och ß-omättad ((s Ketoner Mättad, icke cyklisk (s ß-mättad (s Monoaryl (s - str = str (forts.)
Vågtal (cm ) 00 800 400 000 1800 1600 1400 100 1000 800 600 * * * * * * * * * * * * * Ketoner (forts.) Diaryl (s Alla = str kommer 10-0 cm högre i lösning. Fyrledig cyklisk keton (s Femledig cyklisk keton (s Sexledig cyklisk keton (och större ringar) -Diketoner ((s ((s (((((((( ß-Diketoner (enoler) ((((s - str i enol Kinoner = i samma ring ((s = i olika ringar ((s (ii) Estrar och laktoner Estrar av myrsyra ((s (s Estrar av ättiksyra (s ((s Estrar av längre mättade syror (s ((s ß-mättade (s ((((s((s -Keto (s ((((((((s ß-Keto (enoliserad) ((s ((((((((s Mättad femledig lakton (s ((((((((s Svårt avgöra med säkerhet vilken topp som härrör från - str. ß-mättad femledig lakton (s ((((((((s Många andra starka toppar kommer i det här området. ß -mättad femledig lakton ((s ((((((((s Mättad sexledig lakton (s ((((((((s Estrar av aromatiska syrar (s ((s ((s (iii) Karboxylsyror och deras salter ((((((((((m (s ((((s Mättade alifatiska syror - str från vätebundna dimerer etc. Breda toppar, 000-500 cm (s ((((s ß-mättade syror (s ((((s Aromatiska syror (gruppen på ringen) (((s ((((s Anjon av karboxylsyra (anti och sym str) (iv) Anhydrider av karboxylsyror Mättad, icke cyklisk (( ((s/s 40-80 cm mellan (((((s topparna Mättad, femledig cyklisk (( ((s/s (((((s Aromatisk eller ß-omättad, icke cyklisk (( ((s/s (((((s Aromatisk eller ß-omättad, femledig cyklisk (( ((s/s (((((s = str - str
Vågtal (cm ) 00 800 400 000 1800 1600 1400 100 1000 800 600 * * * * * * * * * * * * * (v) Amider (m (m (((s ((((m (((m/s Primära ((((m((w (((s (((s Sekundära (N-substituerade) ((s Tertiära (vi) Syrahalider (((s N- str = str och N- def Vågtal (cm ) 00 800 400 000 1800 1600 1400 100 1000 800 600 * * * * * * * * * * * * *. ALKLER, FENLER, ETRAR (i) Alkoholer ((( ((((((((s Primära alkoholer ((((m (((((s Lägre frekvens i lösning Fri Vätebunden (w/m) (bred) skarp Sekundära alkoholer ((((m ((((s (Fri endast i utsp. lösn.) Tertiära alkoholer (((((m ((((s (ii) Fenoler ( (((((((((m/s (((( ((((((s w/m m Fri Vätebunden (bred) (skarp) (iii) Etrar Mättade alifatiska etrar ((((s Alkyl-aryletrar, alkyl-vinyletrar (s (((s Di-aryletrar ((((s ykliska etrar (inte epoxider) (((s Epoxider ((s - str - str (eller - def) Vågtal (cm ) 00 800 400 000 1800 1600 1400 100 1000 800 600 * * * * * * * * * * * * * 4. KVÄVEALTIGA FÖRENINGAR (i) Aminer ((((m(w (w saknas ofta) ((((s ((((s Primära aminer ((((m Endast aryl N anti/sym ((((((m ((((((w (((s Sekundära aminer Endast aryl N N- str N- def -N str (forts.) 4
Vågtal (cm ) 00 800 400 000 1800 1600 1400 100 1000 800 600 400 * * * * * * * * * * * * * * (i) Aminer (forts.) (((s Tertiära aminer Endast aryl-n< -N str (ii) Iminer (((m =N str (iii) Aromatiska nitroföreningar ((((s ((s (((s (((((((m anti sym (Syns inte alltid) (iv) Nitriler, isonitriler Nitriler ((s Isonitriler ((s N str N= str Vågtal (cm ) 00 800 400 000 1800 1600 1400 100 1000 800 600 400 * * * * * * * * * * * * * * 5. ALGENFÖRENINGAR Alkylhalider och aromatiska halider med halogenatom i sidokedja Monokloro ((((s Allt -X str >l, -l ((((s Monobromo ((((((s >Br, -Br (((s Monojodo ((((s Arylklorider (-Br och -I str kommer under 400 cm ) Aryl -l str ((((s Vågtal (cm ) 00 800 400 000 1800 1600 1400 100 1000 800 600 400 * * * * * * * * * * * * * * 6. SVAVELFÖRENINGAR (((w S- str merkaptaner Sulfid (-S str) resp. disulfid (S-S str) ((((w ((((w ((((((((m - str Sulfonsyror (((((s (((m ((((m Sulfonatestrar ((((s ((s ((((m (((m/m Primär sulfonamid, -S N ((s ((s (((m Sekundär sulfonamid, -S N- ((s ((s Tertiär sulfonamid, -S N< ((s ((s Sulfoxider ((s Sulfoner ((s N- str S= str 5
-Si ( -(sp ) ( (sp )- -(sp ) ( (cyklisk) (( (cyklopropan) ( -(sp )-- ((( -= (( -Ar ((( -- ((((( -N(sp ) ((((((( (sp )- -- ((( (sp )- -N(sp ) ((((( - ((( -- (((( (sp )- -- ((((((( >-- ((((((((( Ar-S (( R- ((((((((((((((((((((((((((((( Ar-N (((((((( (sp )- -N ((( >= (((((((((( -=- ((((((((((((((((((((((( Furaner, pyrroler (ß-) (((((( Furaner, pyrroler ( -) ((((((((((( Bensenderivat (((((((((( Pyridiner (ß, -) ((((( Pyridiner ( -) ((((( Ar- (((((((((((((((((((((((((((((((((((((((( - ((( - (((((((((((((((((((( -S ((((((( (ppm) 1 10 8 6 4 0 UNGEFÄRLIGA PRTNSKIFT FÖR VISSA RGANISKA FÖRENINGAR 6
KEMISKT SKIFT FÖR -, - -GRUPPER ( -VÄRDEN) 1 X -X R- -X R R -X (a) Kolsubstituenter alkyl 0.90 1.5 1.50 -=- 1.70 1.95.6 -=-=- 1.70 1.95.6 =-= 1.95. * - -R 1.8 - -Ph.9 -=N-R.0 - N.0.48 - R.0.10 -.07.4.57 -NR.0.05 --R.10.40.48 -.17..4-6 5.4.6.87 -- 6 5.6 -.58 (b) Kvävesubstituenter -N, -NR.15.50.87 -N-R.9..5 + -NR..40.5 -N 4. 4.40 4.60 -N.9 (c) Syresubstituenter -R.0.6.80 -.8.56.85 -S R.58 -R.65 4.15 5.01-6 5.7.90 4.0-6 5.90 4. 5.1 (d) alogensubstituenter I.16.15 4. Br.65.4 4.1 l.0.44 4.0 F 4.6 4.5 (e) Svavelsubstituenter -S..4 -SR.10.40.1 -S R.6.1 (f) Alicykliska ringar Ringstorlek 0. 0.4 4.0 5 1.5 6 1.4 1.7 7 1. BERÄKNING AV SKIFT FÖR ALIFATISKA METYLENGRUPPER, X- -Y Formel: 0.+[konst. för X]+[konst. för Y] X/Y KNST X/Y KNST X/Y KNST X/Y KNST - 0.47 -R 1.70 -I 1.8 -. 6 5 -=- 1. - 1.84 -NR 1.57 -R.1 6 5 - - 1.44 - R 1.55 -NR.7 -S R.1-1.85 -N 1.59 -N 1.97 -SR 1.64 6 5 -F 1.14 -Br. -.56 - N 1.70 -l.5 -R.6 7
KEMISKT SKIFT FÖR PRTNER I MÄTTADE SYSTEM R 1.80 R.80 5 6.1 Signalen från terminala alkyner försvinner om föreningen behandlas med D. R R 4.65 R R R 5. 5 6 c 6.7 a b 5.55 5.15 R 5.6 R 6.8 6. 6. 6.0 5.8 5 6 6.6 7.8 5 6 N 7.85 R 8.0 R 9.6 9.8 Ar 9.9 KEMISKT SKIFT FÖR PRTNER BUNDNA TILL ANDRA ATMER ÄN KL (Skiften beroende av lösningsmedel, temperatur och koncentration. Protonerna byts lätt mot deuterium.) FÖRENING KMMENTAR Syre: R 0.5-4.0 fta bred singlett. Spår av syra ger skarp singlett. enoler 116 Ar 4.5-9 Läget beror på grad av vätebindning. R 10 RS 10 4-5 R=N 9 Kväve: RN, RNR, cykliska aminer 0.5- I regel bred topp. ArN, ArNR.5-6 RN 5-8.5 fta mycket bred. Ibland svår att upptäcka. Svavel: RS 1.5 ArS.4-4 8
KEMISKT SKIFT FÖR PRTNER I NÅGRA ARMATISKA ETERARMATISKA FÖRENINGAR BERÄKNING AV PRTNSKIFT I SUBSTITUERADE BENSENFÖRENINGAR Formel: 7.7+substituentparametrar SUBSTITUENT orto meta para 0 0 0-0. -0.1-0. 6 5 0. 0-0.1 = 0. 0. 0. F -0. 0-0. l 0 0 0 Br 0. -0.1 0 I 0.4-0. 0-0.5-0.1-0.4 R -0.4-0.1-0.4 SR 0.1-0.1-0. R 0. -0.1-0. N -0.8-0. -0.6 NMe -0.6-0.1-0.6 NR 0.4-0. -0. N 1.0 0. 0. N 0. 0.1 0., R 0.8 0.1 0. 0.6 0. 0. N 0.5 0. 0. R 0.6 0. 0. 9
KPPLINGSKNSTANTER PRTN-PRTN (z) Mättade föreningar Acykliska 108 6-8 0 1-4-8 N 4.8 S 4-8 Alicykliska gem cis trans cyklopropaner 4-6 4-9 -6 epoxider 4-6 4-9 -6 aziridiner 4-6 4-9 -6 cyklobutaner 107 61 5-9 cyklopentaner 107 71-8 cyklohexaner 107 diaxial 81; axial-ekvatorial och diekvatorial -4 mättade föreningar a b d J a,b 0-; J a,c 18; J b,c 6; J c,d 50; J a,d, J b,d 0- c N 86 10 5-8 0-6-7 - - cyklopropen cyklobuten cyklopenten cyklohexen cyklohepten cyklookten 0.5-.5-4 5-7 91 9 10 Aromatiska och heteroaromatiska föreningar Bensenderivat orto 5-9 meta - para 0 Furan J 1.8 J.5 J 0.8 J 1.6,,4,4,5 Tiofen J 5. J.6 J 1. J.7,,4,4,5 Pyrrol J.7 J. J 1.4 J 1.9,,4,4,5 Pyridin J 5.5; J 7.5; J 1.9; J 0.9; J 0.9; J 0.4,,4,4,5,5,6 Pyrimidin J 1.5; J -; J 5.0; J.5,5,4 4,5 4,6 Tiazol J 1-; J ; J -4,5,4 4,5 Pyrazol J 1.9,4 10
= ketoner ((((((((( = aldehyder (((((((( = syror (((( = estrar, amider (((((( =S tioketoner ((((( =N azometiner ((((((( N nitriler (((( =N heteroaromater (((( = alkener ((((((((((((((( = aromater ((((((((( = heteroaromater ((((((((( alkyner ((((((( =-= ( kvartär) ((((((((( =-- ((((( =-N ((((( =-S- ((((((( =-hal (((((((((((((((( --= ( tertiär) ((((((((((( --- (((((( --N- (((((( --S- ((((( --hal (((((((((((( - -= ( sekundär) ((((((( cykloprop( - -- (((((((((((( - -N- ((((( - -S- (((((( - -hal ((((((((((((( -= ( primär) ((((((((( -- ((((( -N- (((((((((((( -S- (((( -hal ((((((((( (ppm) 00 150 100 50 0 1 UNGEFÄRLIGA -SKIFT FÖR RGANISKA FÖRENINGAR 1 1 -SKIFT -SKIFT FÖR NÅGRA VANLIGA DEUTERERADE LÖSNINGSMEDEL Namn Formel 1 ( ) Multi- 1 ( ) Multiplicitet plicitet Aceton-d 6 D D.04 5 06 1 9.8 7 Bensen-d D 7.15 1 (bred) 18.0 6 6 6 Kloroform-d Dl 7.4 1 77.0 Deuteriumoxid D 4.60 1 Dimetylsulfoxid-d (DMS) D SD.49 5 9.5 7 6 Metanol-d 4 D D 4.78 1 49.0 7.0 5 Diklorometan-d D l 5. 5.8 5 Pyridin-d 5 5D 5N 8.71 1 (bred) 149.9 7.55 1 (bred) 15.5 7.19 1 (bred) 1.5 11
1 -SKIFT FÖR NÅGRA ALKANER YKLALKANER ( ) FÖRENING - - -4-5 Metan -. Etan 5.7 Propan 15.8 16. Butan 1.4 5. Pentan 1.9.8 4.7 exan 14.1.1. eptan 14.1..6 9.7 ktan 14...6 9.9 Nonan 14...6 0.0 0. Dekan 14...6 1.1 0.5 yklopropan -.5 yklobutan.4 yklopentan 5.6 yklohexan 6.9 1 INVERKAN PÅ -SKIFT VID UTBYTE AV MT Y (Addera följande värden till lämpligt värde ur föregående tabell) - ß- - Y slut- inre- slut- inre- +9 +6 +10 +8 - = +0 +6-0.5 +4.5 +5.5 -.5 +1 +16 + + - - +5 +0 +5 + - R +0 +17 + + - l + +8 + N + +.5-0.5 R +0 +4 +1 +1 - +1 0 - Fenyl + +17 +9 +7 - +48 +41 +10 +8-5 R +58 +51 +8 +5-4 R +51 +45 +6 +5 - N +9 +4 +11 +10-5 NR +7 +1 +8 +6-4 NR +4 +6 - N +6 +57 +4 +4 N +4 +1 + + - S +11 +11 +1 +11-4 SR +0 +7 - F +68 +6 +9 +6-4 l +1 + +11 +10-4 Br +0 +5 +11 +10 - I -6 +4 +11 +1 1 1 SKIFT FÖR NÅGRA MNSUBSTITUERADE ALKENER ( = -X) X - 1.8 1.8 1.1 115.0 Br 1. 117.7 140. 11. 5 6 5 16.7 11. R 19.7 10.4 18.0 11.9 16.4 16.0 17.5 18.6 I 85. 10.4 Br 115.5 1.0 l 16.0 117. NR 10.0 94. 141.6 96. 15. 84.1 1
1 BERÄKNING AV -SKIFT I MNSUBSTITUERADE BENSENFÖRENINGAR Formel: 18.5+substituentvärde ur tabellen Substituent - - -4 Substituent- 0.0 0.0 0.0 0.0 +8.9 +0.7-0.1 -.9 1. +15.6-0.5 0.0 -.6 9.( ) 15.8( ) ( ) +0.1 -.0 0.0 -.5 4.4() 4.1( ) ( ) +. -.4-0.4 -.1 4.5() 1.4( ) = +9.5 -.0 +0. -0.5 15.5() 11.0( ) -6.1 +.8 +0.4-0. 6 5 +1.1.1 +0.4. +1..4.4.4 64.5 +6.9.7 +1.4-7. +1.4 4.4 +1.0-7.7 54.1 +.0-6.4 +1. -. +8.6 +1. +0.6 +5.5 19.0 +9.1 +0.1 0.0 +4. 5.0( ) 195.7(=) +.1 +1.5 0.0 +5.1 17.6 +1. -0.5-0.5 +.5 51.0( ) l +4.6 +.4 0.0 +6. N 5.4 +.6 +0.6 +.9 118.7 N +18.0. +0.9-9.8 N +11.1-9.9 +0. -5.6 N +0.0-4.8 +0.9 +5.8 F +4.8.9 +1.4-4.5 l +6. +0.4 +1..9 Br -5.5 +.4 +1.7.6 I -. +9.9 +.6-7.4 S +. +1.1 +1.1 -.1 1 -SKIFT FÖR NÅGRA ETERARMATER ( ) Förening - - -4-5 -6 Substituent Furan 14.7 109.6 -Metylfuran 15. 106. 110.9 141. 1.4 Furan--karboxaldehyd 15. 11.7 11.9 148.5 178. Pyrrol 118.4 108.0 -Metylpyrrol 17. 105.9 108.1 116.7 1.4 Pyrrol--karboxaldehyd 14.0 1.0 11.0 19.0 Tiofen 14.4 16. -Metyltiofen 19.0 14.7 16.4 1.6 14.8 Tiofen--karboxaldehyd 14. 16.4 18.1 14.6 18.8 Tiazol 15. 14.4 118.5 Imidazol 16. 1. 1. Pyridin 150. 1.9 15.9 Pyrimidin 159.5 157.4 1.1 157.4 Pyrazin 145.6 1
ATMMASSA NATURLIG ALT AV NÅGRA VIKTIGA ISTPER ISTP ATMMASSA % % (av vanligaste isotopen) 1 1.00785 99.985 100.01410 0.015 0.016 1 1.000000 98.89 100 1 1.0054 1.11 1.08 14 N 14.00074 99.6 100 15 N 15.000108 0.7 0.6 16 15.994915 99.79 100 17 16.9991 0.07 0.04 18 17.999160 0.04 0.0 19 F 18.998405 100 100 8 Si 7.97697 9.1 100 9 Si 8.976491 4.70 5.09 0 Si 9.97761.09.5 1 P 0.9976 100 100 S 1.97094 95.0 100 S.971461 0.76 0.80 4 S.967865 4. 4.44 5 l 4.968855 75.5 100 7 l 6.965896 4.47.40 79 Br 78.91848 50.54 100 81 Br 80.91644 49.46 97.85 17 I 16.9045 100 100 INTENSITETER AV ISTPTPPAR FÖR KMBINATINER AV BRM KLR alogen(er) % % % % % % % M M+ M+4 M+6 M+8 M+10 M+1 Br 100 97.9 Br 100 195.0 95.5 Br 100 9.0 86.0 9.4 l 100.6 l 100 65. 10.6 l 100 97.8 1.9.47 l 4 100 11.0 6.9 14.0 1.15 l 5 100 16.0 106.0 4.7 5.66 0.7 l 6 100 196.0 161.0 69.4 17.0. 0.11 Brl 100 10.0 1.9 Br l 100 8.0 159.0 1. l Br 100 16.0 74.4 10.4 14
FRAGMENT SM FTA ELIMINERAS FRÅN MLEKYLJNEN (SM RADIKAL ELLER MLEKYL) Jon Grupp som vanligen kan förklara massförlusten Möjlig slutsats om föreningen M - M- - M4 - omolog? M5 - + - M6 Ar-N, N -, sulfoxid M6 N ArS N, -N M7 - M7 N - M8 Alkohol, aldehyd, keton etc. M9 F Fluorider M-0 F Fluorider M-6 Aromatiskt kolväte M-7 N Aromatisk nitril, kväveheterocykel M-8 Kinoner M-8 4 Aromatisk etyleter, etylester, propylketon M-9 - M-9 5 Etylketon, Ar- 7 M-0-6 M-0 Aromatisk metyleter M-0 N Ar-N M Metylester M- Metylester M- S - M- + - M- S Tiol M-4 S Tiol M-41 5 Propylester M-4 Metylketon, arom. acetat, ArN M-4 Butylketon, iso-butylketon, arom. propyleter, Ar 6 4 9 M-4 Propylketon, Ar 7 4 9 M-4 Metylketon M-44 Ester (oml.), anhydrid M-44-8 M-45 Karboxylsyra M-45 5 Etylester M-46 5 Etylester M-46 N ArN M-48 S Aromatisk sulfoxid M-55 4 7 Butylester M-56 4 8 Ar- 5 11, Ar 4 9, pentylketon M-57 4 9 Butylketon M-57 5 Etylketon M-58 4 10 - M-60 Acetat 15