Quais são as características espectroscópicas de 4 - bromoclorobenzeno?

Ei! Como fornecedor de 4 - bromoclorobenzeno, tenho recebido muitas perguntas sobre suas características espectroscópicas. Então, pensei em escrever este blog para dividir tudo para você.

Vamos começar com o básico. 4 - O bromoclorobenzeno possui uma fórmula molecular de C₆h₄brcl. É um composto aromático com um anel de benzeno que possui um átomo de bromo e um átomo de cloro preso na posição 4 - em relação um ao outro.

Espectroscopia infravermelha (IR)

Na espectroscopia de infravermelho, estamos analisando as vibrações de ligações químicas na molécula. Diferentes ligações absorvem a radiação infravermelha em frequências específicas, e essas absorções aparecem como picos no espectro de IR.

Um dos picos mais característicos no espectro de IR de 4 - bromoclorobenzeno está relacionado às vibrações de alongamento C -H do anel benzeno. Eles geralmente aparecem na faixa de 3030 - 3100 cm⁻uo. Você verá um conjunto de picos nítidos nesta região, devido ao alongamento das ligações C -H no anel aromático.

As ligações C - BR e C - CL também têm suas próprias absorções características. A vibração de alongamento C - BR geralmente aparece em torno de 500 a 600 cm⁻uo. Isso é uma absorção de frequência relativamente baixa, porque o átomo de bromo é bastante pesado e a vibração da ligação é mais lenta em comparação com átomos mais claros. A vibração C - CL, por outro lado, ocorre em torno de 600 a 800 cm⁻uo. Esses picos podem ser usados ​​para confirmar a presença dos substituintes de bromo e cloro no anel benzeno.

Outra característica importante no espectro de IR dos compostos aromáticos é o anel - vibração respiratória. Isso aparece como um pico de intensidade média em torno de 1450 - 1600 cm⁻sent. É uma vibração característica da estrutura do anel benzeno e é comum a todos os compostos aromáticos.

Espectroscopia de ressonância magnética nuclear (RMN)

A espectroscopia de RMN é uma ferramenta poderosa para determinar a estrutura dos compostos orgânicos. Veremos o Proton (¹H) e o carbono - 13 (³C) RMN para 4 - bromoclorobenzeno.

¹h RNM

No espectro de RMN de 4 - bromoclorobenzeno, os prótons no anel benzeno nos fornecem informações valiosas. O anel benzeno possui quatro prótons não equivalentes devido à presença dos substituintes de bromo e cloro.

Os prótons orto para os átomos de bromo e cloro terão diferentes mudanças químicas em comparação com os prótons meta com esses substituintes. As mudanças químicas dos prótons aromáticos geralmente variam de 6,5 a 8,5 ppm. Os prótons orto para o bromo e o cloro serão mais descamados (maior deslocamento químico) porque os átomos de bromo eletronegativo e cloro retiram a densidade de elétrons do anel, fazendo com que os prótons experimentem um campo magnético mais forte.

As constantes de acoplamento entre os prótons no anel benzeno também fornecem informações sobre suas posições relativas. Por exemplo, o acoplamento entre os prótons Ortho -é normalmente em torno de 7 - 9 Hz, enquanto o acoplamento entre os meta -prótons é de cerca de 1 a 3 Hz. Ao analisar esses padrões de acoplamento e mudanças químicas, podemos confirmar a estrutura de 4 - bromoclorobenzeno.

¹³c nmr

O espectro de RMN de 4 - bromoclorobenzeno mostra seis picos, correspondendo aos seis átomos de carbono no anel benzeno. Os átomos de carbono ligados aos átomos de bromo e cloro terão diferentes mudanças químicas em comparação com os outros átomos de carbono no anel.

Os átomos de carbono ligados aos átomos eletronegativos de bromo e cloro são dessoculados e terão maiores mudanças químicas. As mudanças químicas de carbonos aromáticos geralmente variam de 110 a 160 ppm. O átomo de carbono ligado ao bromo terá uma mudança química diferente do átomo de carbono ligado ao cloro devido às diferentes eletronegatividades e efeitos eletrônicos desses dois átomos.

Espectroscopia ultravioleta - visível (UV - Vis)

A espectroscopia de VIS UV é usada principalmente para estudar as transições eletrônicas em moléculas. Compostos aromáticos como 4 - bromoclorobenzeno têm espectros característicos de absorção de UV UV.

O anel benzeno possui uma transição π - π*, que gera um pico de absorção na região UV. O máximo de absorção (λmax) para benzeno é de cerca de 200 a 220 nm. No entanto, quando substituintes como bromo e cloro estão presentes no anel benzeno, eles podem causar uma mudança no máximo de absorção.

Os átomos de bromo e cloro podem interagir com o sistema de elétrons π - do anel benzeno por ressonância e efeitos indutivos. Isso pode levar a uma mudança batocrômica (mudança para comprimentos de onda mais longos) do pico de absorção. A mudança exata depende da natureza e posição dos substituintes. No caso de 4 - bromoclorobenzeno, podemos esperar ver uma pequena mudança no pico de absorção de UV em comparação com o benzeno não substituído.

Espectrometria de massa

A espectrometria de massa é usada para determinar o peso molecular e o padrão de fragmentação de um composto. Quando 4 - o bromoclorobenzeno é submetido a espectrometria de massa, o pico de íons molecular (M⁺) aparecerá em uma taxa de massa para carga (m/z) correspondente ao seu peso molecular, que é 191 (para os isótopos mais abundantes de bromina e cloro).

Os átomos de bromo e cloro têm padrões isotópicos característicos. O bromo possui dois isótopos, ⁷⁹br e ⁸¹br, em aproximadamente uma proporção de 1: 1. O cloro possui dois isótopos, ³⁵cl e ³⁷cl, em uma proporção de cerca de 3: 1. Isso significa que, no espectro de massa de 4 - bromoclorobenzeno, veremos um padrão característico de picos devido às diferentes combinações desses isótopos.

Por exemplo, o pico de íons moleculares em m/z = 191 corresponde à combinação de ⁷⁹br e ³⁵cl. Também haverá picos em m/z = 193 (⁸¹br e ³⁵cl ou ⁷⁹br e ³⁷cl) e m/z = 195 (⁸¹br e ³⁷cl) com intensidades relativas com base nas abundâncias naturais dos isótopos.

O padrão de fragmentação de 4 - bromoclorobenzeno também pode fornecer informações sobre sua estrutura. Por exemplo, podemos ver fragmentos correspondentes à perda de um átomo de bromo ou cloro da molécula.

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Referências

1. Silverstein, RM, Webster, FX e Kiemle, DJ (2014). Identificação espectrométrica de compostos orgânicos. Wiley.
2. Pavia, DL, Lampman, GM, Kriz, GS e Vyvyan, Jr (2015). Introdução à espectroscopia. Cengage Learning.