35
Praktikum Analytische Chemie I (Wintersemester 2015/16) NMR-Spektroskopie Teil 2 Vom Spektrum zur Struktur Stefanie Wolfram [email protected] Raum 228, TO ppm 1.00 1.50 2.00 2.50 3.00 3.50 4.00 0 10000 20000 30000 40000 50000 ppm 0.60 0.98 6.16 1.00 1.89 1.15 1.08 2.50 0.49 0.93 BC 3.4 : Analytische Chemie I NMR Teil 2 Peaks u. Integrale Chemische Verschiebung Kopplungsmuster u. Kopplungskonstanten

NMR-Spektroskopie Teil 2II+Praktikum_mit+Lösun… · Praktikum Analytische Chemie I (Wintersemester 2015/16) NMR-Spektroskopie Teil 2 Vom Spektrum zur Struktur Stefanie Wolfram [email protected]

  • Upload
    lambao

  • View
    222

  • Download
    0

Embed Size (px)

Citation preview

Praktikum Analytische Chemie I (Wintersemester 201516)

NMR-Spektroskopie Teil 2

Vom Spektrum zur Struktur

Stefanie Wolfram

StefanieWolfram1uni-jenade

Raum 228 TO

ppm

100150200250300350400

0

1000000

2000000

3000000

4000000

5000000

ppm

06

0

09

8

61

6

10

0

18

9

11

5

10

8

25

0

04

9

09

3

BC 34 Analytische Chemie I NMR Teil 2

bull Peaks u Integrale

bull Chemische Verschiebung

bull Kopplungsmuster u Kopplungskonstanten

Praktikum Analytische Chemie I (Wintersemester 201516) 2

Intro Was kann ich aus NMR Spektren lernen

bull NMR Spektren koumlnnen sehr kompliziert sein

bull Man sollte zuerst die simplen und anschlieszligend die komplizierten Informationen

analysieren

bull Andere Experimente koumlnnen helfen (UV-Vis MS IRhellip)

Nach was sollte ich als erstes schauen

I ndash Peaks und Integrale Anzahl der Protonen Kohlenstoff-Atome

II ndash Chemische Verschiebung Umgebung der Kerne

III ndash Kopplungsmuster und Kopplungskonstanten Nachbarn der Kerne

Praktikum Analytische Chemie I (Wintersemester 201516)

Praktikum Analytische Chemie I (Wintersemester 201516)

1 Integrale

bull Flaumlche unter dem Kernresonanzsignal ist ein Maszlig fuumlr die Intensitaumlt I welche direkt

proportional der Stoffmenge und der Zahl N der zum Signal gehoumlrenden H-Atome

I~nN

bull 13C-Spektren es existiert keine Proportionaliaumlt zwischen I und N (Intensitaumlten werden

durch die Relaxationszeit T1 1H-Breitbandentkopplung und Beweglichkeit einzelner

Strukturgruppen beeinflusst)

Praktikum Analytische Chemie I (Wintersemester 201516) 3

Praktikum Analytische Chemie I (Wintersemester 201516)

Integrale ne Intensitaumlt

Praktikum Analytische Chemie I (Wintersemester 201516) 4

Praktikum Analytische Chemie I (Wintersemester 201516)

2 Chemische Verschiebung

bull Chemische Verschiebung als Bestimmung der Signallage

bull Resonanzfrequenz haumlngt in charakteristischer Weise von der Kernumgebung ab

bull Als Bezugssystem fuumlr die chemische Verschiebung dient das TMS

haumlufig deuterierte Loumlsungsmittel enthalten noch einen Restgehalt an Protonen deren

Signal als Bezugssignal benutzt werden kann (keine Zugabe von

TMS noumltig)

bull δ geschrieben in ppm gemessen

chemische Verschiebung = chemical shift Kern = nucleus (plural nuclei)

Praktikum Analytische Chemie I (Wintersemester 201516) 5

Praktikum Analytische Chemie I (Wintersemester 201516)

δ groszlig tiefes Feld (hohe Frequenz) geringe Abschirmung

δ klein hohes Feld (niedrige Frequenz)

starke Abschirmung

Beispiele

Elektronische Dichte

Abschirmung = shielding Entschirmung = deshielding

CH3-X CH3F CH3Cl CH3Br CH3I CH3H

δ (ppm) 426 340 268 216 023

Low field High field

Praktikum Analytische Chemie I (Wintersemester 201516) 6

Praktikum Analytische Chemie I (Wintersemester 201516)

Elektronische Dichte

Elektronische Dichte

des Kohlenstoffes

72 1317

72 1317

65 1168

65 1168

1588

69 1278

OH

Mesomerie Phenol

OH OH

OHOH

Benzenol

Die Ortho Position ist bdquondash ndashldquo geladen

Die Para Position ist bdquondashldquo geladen

Die Meta Position ist unbeeinflusst

Praktikum Analytische Chemie I (Wintersemester 201516)

Phenol

9

Praktikum Analytische Chemie I (Wintersemester 201516)

3 Symmetrieuumlberlegungen

bull Homotope Kerne besitzen eine Cn Achse

Chemisch aumlquivalent (eine chemische Verschiebung)

bull Enantiotope Kerne haben nur eine Spiegelebene oder ein Inversionszentrum

Nur in achiraler Umgebung chemisch aumlquivalent

bull Diastereotope Kerne

Koumlnnen nicht durch eine Symmetrieoperation

ausgetauscht werden Es gibt verschiedene chemische Verschiebungen

Praktikum Analytische Chemie I (Wintersemester 201516) 10

Praktikum Analytische Chemie I (Wintersemester 201516)

4 Multiplizitaumlt und Kopplungsmuster

bull Feinstruktur in der NMR als Wechselwirkung mit Nachbarkernen mit magnetischem

Moment

bull Homo- und heteronukleare Kopplungen sind bekannt

bull Groumlszlige der Kopplung wird durch die Kopplungskonstante J[Hz] bestimmt

bull Die Kopplungskonstante bei Proton-Proton Kopplung liegt bei 0-20 Hz absolut

bull Man unterscheidet die direkte geminale vicinale und long range Kopplung

Praktikum Analytische Chemie I (Wintersemester 201516) 11

Praktikum Analytische Chemie I (Wintersemester 201516)

J=75Hz

12

Praktikum Analytische Chemie I (Wintersemester 201516)

1 ( 0 ) Singlett s

1 1 Dublett d

1 2 1 Triplett t

1 3 3 1 Quartett q

1 4 6 4 1 Quintuplett quin

1 5 10 10 5 1 Sextett

1 6 15 20 15 6 1 Septett

1 7 21 35 35 21 7 1 Octett

1 8 28 56 70 56 28 8 1 Nonett

1 9 36 84 126 126 84 36 9 1

1 10 45 120 210 252 210 120 45 10 1

= 1

= 2

= 4

= 8

= 16

= 32

= 64

= 128

= 256

= 512

= 1024

v

Pascalsches Dreieck

Anzahl von aumlquivalenten benachbarten Spins

Multiplett

Anzahl der Peaks und ihre

relative Intensitaumlt

Praktikum Analytische Chemie I (Wintersemester 201516) 13

Praktikum Analytische Chemie I (Wintersemester 201516)

1 ( 0 )

1 1

1 2 1

1 3 3 1

1 4 6 4 1

1 5 10 10 5 1

1 6 15 20 15 6 1

1 7 21 35 35 21 7 1

1 8 28 56 70 56 28 8 1

1 9 36 84 126 126 84 36 9 1

1 10 45 120 210 252 210 120 45 10 1

Pascalsches Dreieck

Anzahl von aumlquivalenten benachbarten Spins

v

Anzahl der Peaks und ihre relative Intensitaumlt

CH CH3

Br

Br

v

CH3

Br

Praktikum Analytische Chemie I (Wintersemester 201516) 14

Praktikum Analytische Chemie I (Wintersemester 201516)

NO2

CH

H3C CH3

NO2

H2C

H2C

CH3

1-nitropropane2-nitropropane

Uumlbung 1 Entwickeln Sie zur vorliegenden Struktur das 1H- Spektrum

15

Praktikum Analytische Chemie I (Wintersemester 201516)

Septett Dublett Triplett Sextett Triplett

NO2

CH

H3C CH3

NO2

H2C

H2C

CH3

1-nitropropane2-nitropropane

KEINE KOPPLUNGEN FUumlR 13C SPEKTREN SIE SIND ENTKOPPELT 001 x 001 = 00001 = 1 10000

Intensitaumlt 3 aumlquivalenten H in 121 geteilt

2 aumlquivalenten H in 121 geteilt

2 aumlquivalenten H in 15101051 geteilt

16

Intensitaumlt 1 H in einen Septett geteilt 164 664 1564 2064 1564 664 164

Intensitaumlt 6 aumlquivalenten H in 2 geteilt

Uumlbung 1 Entwickeln Sie zur vorliegenden Struktur das 1H- Spektrum

Praktikum Analytische Chemie I (Wintersemester 201516)

5 Kopplungskonstanten

bull Berechnung der Kopplungskonstante J nach folgender Formel

bull Beschreibungsregel δ Multiplizitaumlt (J)

zB 305 t (825) = Triplett an 305ppm J = 825Hz

bull δ fuumlr ungerade Anzahl von Peaks der in der Mitte

δ fuumlr gerade Anzahl von Peaks der Mittelwert

J = Δδ middot ν0

Δδ ppm ν0 MHz =gt 10-6 x 106

Kopplungskonstanten coupling constants

Praktikum Analytische Chemie I (Wintersemester 201516) 17

Praktikum Analytische Chemie I (Wintersemester 201516)

1H NMR (200 MHz) (35996 - 35690) x 200 = 612 (35690 ndash 35384) x 200 = 612 (22351 ndash 21999) x 200 = 704 ( 21999 ndash 21651) x 200 = 696 (16823 ndash 16501) x 200 = 644 (16501 ndash 16171) x 200 = 660 (16171 ndash 15844) x 200 = 654 (15844 ndash 15507) x 200 = 674

357 t (J = 612 Hz) 220 t (J = 701 Hz) 162 quin (J = 658 Hz)

bull Entnahme von Kopplungskonstanten

ppm (t1) 0010203040

0

10000000

20000000

30000000

40000000

50000000

6000000035

996

35

690

35

384

33

182

22

351

21

999

21

651

16

823

16

501

16

171

15

844

15

507

13

223

11

163

10

812

10

461

03

163

00

191

19

2

09

7

20

0

20

2

90

0

01

2

00

7

00

191

18

Praktikum Analytische Chemie I (Wintersemester 201516)

Kopplungskonstanten

Wenn es ungesaumlttigte Bindungen gibt kann man

die Protonen in einer groumlszligeren Entfernung

bdquosehenldquo

Praktikum Analytische Chemie I (Wintersemester 201516) 19

Praktikum Analytische Chemie I (Wintersemester 201516)

H3C HC

H3C

O CH2

CH3

(35305 ndash 35105) x 300 = 6 Hz

(32473 ndash 32240) x 300 = 699 Hz

(11620 ndash 11386) x 300 = 702 Hz

(11203 ndash 11003) x 300 = 6 Hz

35005 q (6) 2 H connected to CH3

32007 sept (699) 1 H connected to CH6 ( 2xCH3 )

11503 d (702) 6 H connected to CH

11003 t (6) 3 H connected to CH2

δ = 32 35 lt=gt typische O-CHx Werte

Uumlbung 2Ermitteln Sie die Struktur

H3C HC

H3C

O CH2

CH3

20

H3C HC

H3C

O CH2

CH3

Praktikum Analytische Chemie I (Wintersemester 201516)

CH C

Br

Br

H

H

H

δ = 555

CH

α

β

γ

frac12 frac12

frac12 frac12 frac12

frac12

frac12 frac12 frac12 frac12 frac12 frac12

frac12 frac12

frac12 frac14 frac14

18 38 38 18

JA-B

JA-B JA-B

JA-B JA-B JA-B

Aber hier waren alle

Kopplungskonstanten gleich

Quartett

1 3 3 1

Strichdiagramm coupling diagram splitting diagram bar diagramhellip

6 Strichdiagramme

J=75Hz

Unpraktisch

Praktikum Analytische Chemie I (Wintersemester 201516) 21

Praktikum Analytische Chemie I (Wintersemester 201516)

Strichdiagramme

CH C

HC

Br

H

H

H

HOOH

δ = 550

JA-B

JA-B JA-B

JA-B JA-B JA-B

JA-c JA-c JA-c JA-c

8 Peaks aber kein Oktett

Doppelquartett qd

Praktikum Analytische Chemie I (Wintersemester 201516) 22

Praktikum Analytische Chemie I (Wintersemester 201516)

Strichdiagrammen

JA plusmn 18 Hz

JB plusmn 9 Hz

JC plusmn 3Hz

Praktikum Analytische Chemie I (Wintersemester 201516) 23

Praktikum Analytische Chemie I (Wintersemester 201516)

Uumlbung 3 Welches Signal gehoumlrt zu welchem Proton

Cl

HO

H a

H b

H cCl

24

Praktikum Analytische Chemie I (Wintersemester 201516)

8 Hz

8 Hz 8 Hz

8 Hz 8 Hz

2 Hz 2 Hz 2 Hz 2 Hz

Cl

HO

H a

H b

H cCl

8 Hz

8 Hz

725

ppm

2 Hz

Hb Hc Ha

t

dd dd

25

Uumlbung 3 Welches Signal gehoumlrt zu welchem Proton

Praktikum Analytische Chemie I (Wintersemester 201516)

Uumlbung 4 Erstellen Sie das Strichdiagramm von H1 und H2

und berechnen Sie die Kopplungskonstanten

26

1H NMR (400 MHz) H1 95501 95299

H2 60601 60798 61021 61213

(95501 ndash 95299) x 400 = 808 Hz

1 Dublett bestimmen (Mittelpunkt) (60798 ndash 60601)2+60601 = 606995 (61213 ndash 61021)2+61021 = 61117

(61117ndash 606995) x 400 = 1670 Hz

2 Dublett bestimmen (60798 ndash 60601) x 400 =788 (61213 ndash 61021) x 400 =768

H2 609 dd (3J = 1670 Hz 3J = 778 Hz) H1 954 d (3J = 808 Hz)

Praktikum Analytische Chemie I (Wintersemester 201516)

Spektren 1 Ordnung Δν sehr viel groumlszliger als Kopplungskonstante J [ΔνJ gt 7]

Multiplizitaumlt M= N+1 (gilt fuumlr Kerne mit I= frac12)

Vorliegen eines Spektrums houmlherer Ordnung bei starker Kopplung

Faustregel [ΔνJ lt 7]

7 Spektrenordnung

J J

J J

J J

J J

Dacheffekt

Dacheffekt roof effect

Cl

HO

H a

H b

H cCl

Hb Hc Ha

27

Praktikum Analytische Chemie I (Wintersemester 201516)

Was kann ich gegen houmlhere Ordnung machen

bull Kopplungskonstanten sind konstant

bull Chemische Verschiebung sind proportional zur Messfrequenz

Ein Geraumlt mit besserer Aufloumlsung (staumlrkeres Magnetfeld) nutzen

J = Δδ middot ν0 Δδ = J ν0

Bsp Kopplung Hb und Hc

δ (Hb)=7250 ppm

δ (Hc)=7105 ppm

J = 8 Hz

ν0 = 90 MHz Δν= Δδ ν0 =0145 ppm 90MHz =1305 Hz

Praktikum Analytische Chemie I (Wintersemester 201314)

Hb Hc Ha

Cl

HO

H a

H b

H cCl

Δδ=0145ppm

ν0 = 600 MHz Δν= Δδ ν0 =0145 ppm 600MHz =8700 Hz

[ΔνJ =19]

[ΔνJ = 109]

[ΔνJ lt 7] Spektrum houmlherer Ordnung

28

Praktikum Analytische Chemie I (Wintersemester 201516)

Uumlbung 5 Die Struktur einer Verbindung mit der Summenformel C6H7N ist zu erarbeiten Aufgenommen wurde ein 400 MHz Spektrum Alle Kopplungskonstanten und Signale sind zu entnehmen bzw zuzuordnen

29

Praktikum Analytische Chemie I (Wintersemester 201516)

Uumlbung 5 Die Struktur einer Verbindung mit der Summenformel C6H7N ist zu erarbeiten Aufgenommen wurde ein 400 Mhz Spektrum Alle Kopplungskonstanten und Signale sind zu entnehmen bzw zuzuordnen

DBE Double Bond Equivalent DBE = (2a + 2 - b + c ) 2

CaHbOxNc DBE C6H7N = (2 x 6 + 2 - 7 + 1)2 = 4

H2N or

N

CH3

Aus der Summenformel kann ein

Methyl-pyridin abgeleitet werden

(C5H4N-CH3)

CH2 Singulett zwischen

45 und 65ppm

Praktikum Analytische Chemie I (Wintersemester 201516) 30

Praktikum Analytische Chemie I (Wintersemester 201516)

ppm Multiplett J in Hz Zuordnung

844 bdquosldquo (nicht aufgeloumlstes

m)

H-2

841 bdquodldquo (nicht aufgeloumlstes

m)

J = 56 (= 3J56) H-6

747 d J = 76 (= 3J45) H-4

725 Chloroform

717 dd J1 = 72 (= 3J54)

J2 = 56 (= 3J56)

H-5

268 s CH3-Pyr

H

CH3

N H

H

H

2

34

5

6

Uumlbung 5 Die Struktur einer Verbindung mit der Summenformel C6H7N ist zu erarbeiten Aufgenommen wurde ein 400 Mhz Spektrum Alle Kopplungskonstanten und Signale sind zu entnehmen bzw zuzuordnen

Singulett

Dublett Dublett

Doppeldublett

Im Bereich bei 84 ppm sind 2

Signale vorhanden Position 2 und 6

sind mit H besetzt

Praktikum Analytische Chemie I (Wintersemester 201516) 31

Praktikum Analytische Chemie I (Wintersemester 201516)

Uumlbung 6 Eine Verbindung der Summenformel C6H10O2 zeigt ein UV-Spektrum bei 205nm Aus dem IR-Spektrum koumlnnen eine Esterfunktion und Doppelbindungssignale entnommen werden Das 250 MHz Spektrum der Verbiundung liegt vor Ordnen Sie alle Signale zu und bestimmen Sie die Konfiguration der Doppelbindung Weiterhin ist auch das 13C Spektrum gegeben Hier sind alle Signale zuzuordnen

Signallage in ppm Relative Intensitaumlt

16747 224

13672 368

125 1000

6066 776

1833 612

1426 612

5840 5848

5858 5832

Praktikum Analytische Chemie I (Wintersemester 201516) 32

Praktikum Analytische Chemie I (Wintersemester 201516)

Signallage in ppm Relative Intensitaumlt

16747 224

13672 368

125 1000

6066 776

1833 612

1426 612

DBE = (6 x 2 + 2 ndash 10) 2 = 2 Ester + 1 Doppelbindung

13C 167 = Ester

60 = O ndash R

136 und 125 = C=C

18 und 14 = terminale CH3

5840 5848

5858 5832

Praktikum Analytische Chemie I (Wintersemester 201516) 33

Praktikum Analytische Chemie I (Wintersemester 201516)

DBE = (6 x 2 + 2 ndash 10) 2 = 2 Ester + 1 Doppelbindung

13C 167 = Ester

60 = O ndash R

136 und 125 = C=C

18 und 14 = terminale CH3

(130 ndash 127) x 250 = 75 3H 127 t (75) (188 ndash 187) x 250 = 25 3H 186 dd (75 25) (188 ndash 185) x 250 = 75 (421 ndash 418) x 250 = 75 2H 416 q (75) (5858 ndash 5848) x 250 = 25 1H 581 dq (25 ) (703 ndash 700) x 250 = 75 1H 695 dq (175 75) (700 ndash 693) x 250 = 175

O-CH2-CH3

l

C=O

l

5840 5848

5858 5832

Praktikum Analytische Chemie I (Wintersemester 201516) 34

Praktikum Analytische Chemie I (Wintersemester 201516)

DBE = (6 x 2 + 2 ndash 10) 2 = 2 Ester + 1 Doppelbindung

13C 167 = Ester

60 = O ndash R

136 und 125 = C=C

18 und 14 = terminale CH3

(130 ndash 127) x 250 = 75 3H 127 t (75) (188 ndash 187) x 250 = 25 3H 186 dd (75 25) (188 ndash 185) x 250 = 75 (421 ndash 418) x 250 = 75 2H 416 q (75) (5858 ndash 5848) x 250 = 25 1H 581 dq (25 ) (703 ndash 700) x 250 = 75 1H 695 dq (175 75) (700 ndash 693) x 250 = 175

O-CH2-CH3

l

C=O

l

C=C-CH3

H H E oder Z

5840 5848

5858 5832

Praktikum Analytische Chemie I (Wintersemester 201516)

1 2

3

4 5 6

1 2 2

1

6

6

5 5

4 4

35

Praktikum Analytische Chemie I (Wintersemester 201516)

UV Grundchromophor Enon Berechnung (Woodward-Regeln) Grundwert 193 nm (X = OR) -Alkyl 12 nm Gesamt 205 nm (experimentell 205 nm)

C C C OH

CH3 H OR

ppm rel Int Multiplett J in Hz Zuordnung

695 1 dq

tlw uumlberlagert

J1 = 175 ( 3Jtrans-Alken)

J2 = 65 ( 3J3)

trans-CH3-CH=CH-

581 1 dq J1 = ( 3Jtrans-Alken) 175

J2 = 25 ( 4J3+1)

trans-CH3-CH=CH-

416 2 q J = 75 ( 3J3) O-CH2-(CH3)

186 3 dd J1 = 75 ( 3J3)

J2 = 25 ( 4J3+1)

CH3-CH=CH-

127 3 t J = 75 ( 3J3) CH3-(CH2-)

Strichdiagramm zur Ermittlung der beiden Kopplungskonstanten zum Signal bei 695 ppm

697

696

694

693

703

700

688

691

J1

J2 J2 J2 J2 J2 J2

= 695

OCH2

O

H

H

CH3

695 (dq)

581 (dq)186 (dd)

CH3

417 (q)

127 (t)

Praktikum Analytische Chemie I (Wintersemester 201516) 36

Praktikum Analytische Chemie I (Wintersemester 201516)

Uumlbung 7 Ermitteln Sie aus dem 1H-NMR-Spektrum das Molverhaumlltnis der tautomeren Keto-Enol-Form von Acetylaceton

bullSignalauswahl

Keto-Isomer 36 ppm (IKeto = 4) NKeto = 2

Enol-Isomer 55 ppm (IEnol = 113) NEnol = 1

0415)1655(1001

9684)1655(100655

1

655

14

2311

NI

NI

NI

NI

n

n

Keto

Enol

EnolKeto

KetoEnol

KetoKeto

EnolEnol

Keto

Enol

Praktikum Analytische Chemie I (Wintersemester 201516)

Integral

37

Praktikum Analytische Chemie I (Wintersemester 201516) 2

Intro Was kann ich aus NMR Spektren lernen

bull NMR Spektren koumlnnen sehr kompliziert sein

bull Man sollte zuerst die simplen und anschlieszligend die komplizierten Informationen

analysieren

bull Andere Experimente koumlnnen helfen (UV-Vis MS IRhellip)

Nach was sollte ich als erstes schauen

I ndash Peaks und Integrale Anzahl der Protonen Kohlenstoff-Atome

II ndash Chemische Verschiebung Umgebung der Kerne

III ndash Kopplungsmuster und Kopplungskonstanten Nachbarn der Kerne

Praktikum Analytische Chemie I (Wintersemester 201516)

Praktikum Analytische Chemie I (Wintersemester 201516)

1 Integrale

bull Flaumlche unter dem Kernresonanzsignal ist ein Maszlig fuumlr die Intensitaumlt I welche direkt

proportional der Stoffmenge und der Zahl N der zum Signal gehoumlrenden H-Atome

I~nN

bull 13C-Spektren es existiert keine Proportionaliaumlt zwischen I und N (Intensitaumlten werden

durch die Relaxationszeit T1 1H-Breitbandentkopplung und Beweglichkeit einzelner

Strukturgruppen beeinflusst)

Praktikum Analytische Chemie I (Wintersemester 201516) 3

Praktikum Analytische Chemie I (Wintersemester 201516)

Integrale ne Intensitaumlt

Praktikum Analytische Chemie I (Wintersemester 201516) 4

Praktikum Analytische Chemie I (Wintersemester 201516)

2 Chemische Verschiebung

bull Chemische Verschiebung als Bestimmung der Signallage

bull Resonanzfrequenz haumlngt in charakteristischer Weise von der Kernumgebung ab

bull Als Bezugssystem fuumlr die chemische Verschiebung dient das TMS

haumlufig deuterierte Loumlsungsmittel enthalten noch einen Restgehalt an Protonen deren

Signal als Bezugssignal benutzt werden kann (keine Zugabe von

TMS noumltig)

bull δ geschrieben in ppm gemessen

chemische Verschiebung = chemical shift Kern = nucleus (plural nuclei)

Praktikum Analytische Chemie I (Wintersemester 201516) 5

Praktikum Analytische Chemie I (Wintersemester 201516)

δ groszlig tiefes Feld (hohe Frequenz) geringe Abschirmung

δ klein hohes Feld (niedrige Frequenz)

starke Abschirmung

Beispiele

Elektronische Dichte

Abschirmung = shielding Entschirmung = deshielding

CH3-X CH3F CH3Cl CH3Br CH3I CH3H

δ (ppm) 426 340 268 216 023

Low field High field

Praktikum Analytische Chemie I (Wintersemester 201516) 6

Praktikum Analytische Chemie I (Wintersemester 201516)

Elektronische Dichte

Elektronische Dichte

des Kohlenstoffes

72 1317

72 1317

65 1168

65 1168

1588

69 1278

OH

Mesomerie Phenol

OH OH

OHOH

Benzenol

Die Ortho Position ist bdquondash ndashldquo geladen

Die Para Position ist bdquondashldquo geladen

Die Meta Position ist unbeeinflusst

Praktikum Analytische Chemie I (Wintersemester 201516)

Phenol

9

Praktikum Analytische Chemie I (Wintersemester 201516)

3 Symmetrieuumlberlegungen

bull Homotope Kerne besitzen eine Cn Achse

Chemisch aumlquivalent (eine chemische Verschiebung)

bull Enantiotope Kerne haben nur eine Spiegelebene oder ein Inversionszentrum

Nur in achiraler Umgebung chemisch aumlquivalent

bull Diastereotope Kerne

Koumlnnen nicht durch eine Symmetrieoperation

ausgetauscht werden Es gibt verschiedene chemische Verschiebungen

Praktikum Analytische Chemie I (Wintersemester 201516) 10

Praktikum Analytische Chemie I (Wintersemester 201516)

4 Multiplizitaumlt und Kopplungsmuster

bull Feinstruktur in der NMR als Wechselwirkung mit Nachbarkernen mit magnetischem

Moment

bull Homo- und heteronukleare Kopplungen sind bekannt

bull Groumlszlige der Kopplung wird durch die Kopplungskonstante J[Hz] bestimmt

bull Die Kopplungskonstante bei Proton-Proton Kopplung liegt bei 0-20 Hz absolut

bull Man unterscheidet die direkte geminale vicinale und long range Kopplung

Praktikum Analytische Chemie I (Wintersemester 201516) 11

Praktikum Analytische Chemie I (Wintersemester 201516)

J=75Hz

12

Praktikum Analytische Chemie I (Wintersemester 201516)

1 ( 0 ) Singlett s

1 1 Dublett d

1 2 1 Triplett t

1 3 3 1 Quartett q

1 4 6 4 1 Quintuplett quin

1 5 10 10 5 1 Sextett

1 6 15 20 15 6 1 Septett

1 7 21 35 35 21 7 1 Octett

1 8 28 56 70 56 28 8 1 Nonett

1 9 36 84 126 126 84 36 9 1

1 10 45 120 210 252 210 120 45 10 1

= 1

= 2

= 4

= 8

= 16

= 32

= 64

= 128

= 256

= 512

= 1024

v

Pascalsches Dreieck

Anzahl von aumlquivalenten benachbarten Spins

Multiplett

Anzahl der Peaks und ihre

relative Intensitaumlt

Praktikum Analytische Chemie I (Wintersemester 201516) 13

Praktikum Analytische Chemie I (Wintersemester 201516)

1 ( 0 )

1 1

1 2 1

1 3 3 1

1 4 6 4 1

1 5 10 10 5 1

1 6 15 20 15 6 1

1 7 21 35 35 21 7 1

1 8 28 56 70 56 28 8 1

1 9 36 84 126 126 84 36 9 1

1 10 45 120 210 252 210 120 45 10 1

Pascalsches Dreieck

Anzahl von aumlquivalenten benachbarten Spins

v

Anzahl der Peaks und ihre relative Intensitaumlt

CH CH3

Br

Br

v

CH3

Br

Praktikum Analytische Chemie I (Wintersemester 201516) 14

Praktikum Analytische Chemie I (Wintersemester 201516)

NO2

CH

H3C CH3

NO2

H2C

H2C

CH3

1-nitropropane2-nitropropane

Uumlbung 1 Entwickeln Sie zur vorliegenden Struktur das 1H- Spektrum

15

Praktikum Analytische Chemie I (Wintersemester 201516)

Septett Dublett Triplett Sextett Triplett

NO2

CH

H3C CH3

NO2

H2C

H2C

CH3

1-nitropropane2-nitropropane

KEINE KOPPLUNGEN FUumlR 13C SPEKTREN SIE SIND ENTKOPPELT 001 x 001 = 00001 = 1 10000

Intensitaumlt 3 aumlquivalenten H in 121 geteilt

2 aumlquivalenten H in 121 geteilt

2 aumlquivalenten H in 15101051 geteilt

16

Intensitaumlt 1 H in einen Septett geteilt 164 664 1564 2064 1564 664 164

Intensitaumlt 6 aumlquivalenten H in 2 geteilt

Uumlbung 1 Entwickeln Sie zur vorliegenden Struktur das 1H- Spektrum

Praktikum Analytische Chemie I (Wintersemester 201516)

5 Kopplungskonstanten

bull Berechnung der Kopplungskonstante J nach folgender Formel

bull Beschreibungsregel δ Multiplizitaumlt (J)

zB 305 t (825) = Triplett an 305ppm J = 825Hz

bull δ fuumlr ungerade Anzahl von Peaks der in der Mitte

δ fuumlr gerade Anzahl von Peaks der Mittelwert

J = Δδ middot ν0

Δδ ppm ν0 MHz =gt 10-6 x 106

Kopplungskonstanten coupling constants

Praktikum Analytische Chemie I (Wintersemester 201516) 17

Praktikum Analytische Chemie I (Wintersemester 201516)

1H NMR (200 MHz) (35996 - 35690) x 200 = 612 (35690 ndash 35384) x 200 = 612 (22351 ndash 21999) x 200 = 704 ( 21999 ndash 21651) x 200 = 696 (16823 ndash 16501) x 200 = 644 (16501 ndash 16171) x 200 = 660 (16171 ndash 15844) x 200 = 654 (15844 ndash 15507) x 200 = 674

357 t (J = 612 Hz) 220 t (J = 701 Hz) 162 quin (J = 658 Hz)

bull Entnahme von Kopplungskonstanten

ppm (t1) 0010203040

0

10000000

20000000

30000000

40000000

50000000

6000000035

996

35

690

35

384

33

182

22

351

21

999

21

651

16

823

16

501

16

171

15

844

15

507

13

223

11

163

10

812

10

461

03

163

00

191

19

2

09

7

20

0

20

2

90

0

01

2

00

7

00

191

18

Praktikum Analytische Chemie I (Wintersemester 201516)

Kopplungskonstanten

Wenn es ungesaumlttigte Bindungen gibt kann man

die Protonen in einer groumlszligeren Entfernung

bdquosehenldquo

Praktikum Analytische Chemie I (Wintersemester 201516) 19

Praktikum Analytische Chemie I (Wintersemester 201516)

H3C HC

H3C

O CH2

CH3

(35305 ndash 35105) x 300 = 6 Hz

(32473 ndash 32240) x 300 = 699 Hz

(11620 ndash 11386) x 300 = 702 Hz

(11203 ndash 11003) x 300 = 6 Hz

35005 q (6) 2 H connected to CH3

32007 sept (699) 1 H connected to CH6 ( 2xCH3 )

11503 d (702) 6 H connected to CH

11003 t (6) 3 H connected to CH2

δ = 32 35 lt=gt typische O-CHx Werte

Uumlbung 2Ermitteln Sie die Struktur

H3C HC

H3C

O CH2

CH3

20

H3C HC

H3C

O CH2

CH3

Praktikum Analytische Chemie I (Wintersemester 201516)

CH C

Br

Br

H

H

H

δ = 555

CH

α

β

γ

frac12 frac12

frac12 frac12 frac12

frac12

frac12 frac12 frac12 frac12 frac12 frac12

frac12 frac12

frac12 frac14 frac14

18 38 38 18

JA-B

JA-B JA-B

JA-B JA-B JA-B

Aber hier waren alle

Kopplungskonstanten gleich

Quartett

1 3 3 1

Strichdiagramm coupling diagram splitting diagram bar diagramhellip

6 Strichdiagramme

J=75Hz

Unpraktisch

Praktikum Analytische Chemie I (Wintersemester 201516) 21

Praktikum Analytische Chemie I (Wintersemester 201516)

Strichdiagramme

CH C

HC

Br

H

H

H

HOOH

δ = 550

JA-B

JA-B JA-B

JA-B JA-B JA-B

JA-c JA-c JA-c JA-c

8 Peaks aber kein Oktett

Doppelquartett qd

Praktikum Analytische Chemie I (Wintersemester 201516) 22

Praktikum Analytische Chemie I (Wintersemester 201516)

Strichdiagrammen

JA plusmn 18 Hz

JB plusmn 9 Hz

JC plusmn 3Hz

Praktikum Analytische Chemie I (Wintersemester 201516) 23

Praktikum Analytische Chemie I (Wintersemester 201516)

Uumlbung 3 Welches Signal gehoumlrt zu welchem Proton

Cl

HO

H a

H b

H cCl

24

Praktikum Analytische Chemie I (Wintersemester 201516)

8 Hz

8 Hz 8 Hz

8 Hz 8 Hz

2 Hz 2 Hz 2 Hz 2 Hz

Cl

HO

H a

H b

H cCl

8 Hz

8 Hz

725

ppm

2 Hz

Hb Hc Ha

t

dd dd

25

Uumlbung 3 Welches Signal gehoumlrt zu welchem Proton

Praktikum Analytische Chemie I (Wintersemester 201516)

Uumlbung 4 Erstellen Sie das Strichdiagramm von H1 und H2

und berechnen Sie die Kopplungskonstanten

26

1H NMR (400 MHz) H1 95501 95299

H2 60601 60798 61021 61213

(95501 ndash 95299) x 400 = 808 Hz

1 Dublett bestimmen (Mittelpunkt) (60798 ndash 60601)2+60601 = 606995 (61213 ndash 61021)2+61021 = 61117

(61117ndash 606995) x 400 = 1670 Hz

2 Dublett bestimmen (60798 ndash 60601) x 400 =788 (61213 ndash 61021) x 400 =768

H2 609 dd (3J = 1670 Hz 3J = 778 Hz) H1 954 d (3J = 808 Hz)

Praktikum Analytische Chemie I (Wintersemester 201516)

Spektren 1 Ordnung Δν sehr viel groumlszliger als Kopplungskonstante J [ΔνJ gt 7]

Multiplizitaumlt M= N+1 (gilt fuumlr Kerne mit I= frac12)

Vorliegen eines Spektrums houmlherer Ordnung bei starker Kopplung

Faustregel [ΔνJ lt 7]

7 Spektrenordnung

J J

J J

J J

J J

Dacheffekt

Dacheffekt roof effect

Cl

HO

H a

H b

H cCl

Hb Hc Ha

27

Praktikum Analytische Chemie I (Wintersemester 201516)

Was kann ich gegen houmlhere Ordnung machen

bull Kopplungskonstanten sind konstant

bull Chemische Verschiebung sind proportional zur Messfrequenz

Ein Geraumlt mit besserer Aufloumlsung (staumlrkeres Magnetfeld) nutzen

J = Δδ middot ν0 Δδ = J ν0

Bsp Kopplung Hb und Hc

δ (Hb)=7250 ppm

δ (Hc)=7105 ppm

J = 8 Hz

ν0 = 90 MHz Δν= Δδ ν0 =0145 ppm 90MHz =1305 Hz

Praktikum Analytische Chemie I (Wintersemester 201314)

Hb Hc Ha

Cl

HO

H a

H b

H cCl

Δδ=0145ppm

ν0 = 600 MHz Δν= Δδ ν0 =0145 ppm 600MHz =8700 Hz

[ΔνJ =19]

[ΔνJ = 109]

[ΔνJ lt 7] Spektrum houmlherer Ordnung

28

Praktikum Analytische Chemie I (Wintersemester 201516)

Uumlbung 5 Die Struktur einer Verbindung mit der Summenformel C6H7N ist zu erarbeiten Aufgenommen wurde ein 400 MHz Spektrum Alle Kopplungskonstanten und Signale sind zu entnehmen bzw zuzuordnen

29

Praktikum Analytische Chemie I (Wintersemester 201516)

Uumlbung 5 Die Struktur einer Verbindung mit der Summenformel C6H7N ist zu erarbeiten Aufgenommen wurde ein 400 Mhz Spektrum Alle Kopplungskonstanten und Signale sind zu entnehmen bzw zuzuordnen

DBE Double Bond Equivalent DBE = (2a + 2 - b + c ) 2

CaHbOxNc DBE C6H7N = (2 x 6 + 2 - 7 + 1)2 = 4

H2N or

N

CH3

Aus der Summenformel kann ein

Methyl-pyridin abgeleitet werden

(C5H4N-CH3)

CH2 Singulett zwischen

45 und 65ppm

Praktikum Analytische Chemie I (Wintersemester 201516) 30

Praktikum Analytische Chemie I (Wintersemester 201516)

ppm Multiplett J in Hz Zuordnung

844 bdquosldquo (nicht aufgeloumlstes

m)

H-2

841 bdquodldquo (nicht aufgeloumlstes

m)

J = 56 (= 3J56) H-6

747 d J = 76 (= 3J45) H-4

725 Chloroform

717 dd J1 = 72 (= 3J54)

J2 = 56 (= 3J56)

H-5

268 s CH3-Pyr

H

CH3

N H

H

H

2

34

5

6

Uumlbung 5 Die Struktur einer Verbindung mit der Summenformel C6H7N ist zu erarbeiten Aufgenommen wurde ein 400 Mhz Spektrum Alle Kopplungskonstanten und Signale sind zu entnehmen bzw zuzuordnen

Singulett

Dublett Dublett

Doppeldublett

Im Bereich bei 84 ppm sind 2

Signale vorhanden Position 2 und 6

sind mit H besetzt

Praktikum Analytische Chemie I (Wintersemester 201516) 31

Praktikum Analytische Chemie I (Wintersemester 201516)

Uumlbung 6 Eine Verbindung der Summenformel C6H10O2 zeigt ein UV-Spektrum bei 205nm Aus dem IR-Spektrum koumlnnen eine Esterfunktion und Doppelbindungssignale entnommen werden Das 250 MHz Spektrum der Verbiundung liegt vor Ordnen Sie alle Signale zu und bestimmen Sie die Konfiguration der Doppelbindung Weiterhin ist auch das 13C Spektrum gegeben Hier sind alle Signale zuzuordnen

Signallage in ppm Relative Intensitaumlt

16747 224

13672 368

125 1000

6066 776

1833 612

1426 612

5840 5848

5858 5832

Praktikum Analytische Chemie I (Wintersemester 201516) 32

Praktikum Analytische Chemie I (Wintersemester 201516)

Signallage in ppm Relative Intensitaumlt

16747 224

13672 368

125 1000

6066 776

1833 612

1426 612

DBE = (6 x 2 + 2 ndash 10) 2 = 2 Ester + 1 Doppelbindung

13C 167 = Ester

60 = O ndash R

136 und 125 = C=C

18 und 14 = terminale CH3

5840 5848

5858 5832

Praktikum Analytische Chemie I (Wintersemester 201516) 33

Praktikum Analytische Chemie I (Wintersemester 201516)

DBE = (6 x 2 + 2 ndash 10) 2 = 2 Ester + 1 Doppelbindung

13C 167 = Ester

60 = O ndash R

136 und 125 = C=C

18 und 14 = terminale CH3

(130 ndash 127) x 250 = 75 3H 127 t (75) (188 ndash 187) x 250 = 25 3H 186 dd (75 25) (188 ndash 185) x 250 = 75 (421 ndash 418) x 250 = 75 2H 416 q (75) (5858 ndash 5848) x 250 = 25 1H 581 dq (25 ) (703 ndash 700) x 250 = 75 1H 695 dq (175 75) (700 ndash 693) x 250 = 175

O-CH2-CH3

l

C=O

l

5840 5848

5858 5832

Praktikum Analytische Chemie I (Wintersemester 201516) 34

Praktikum Analytische Chemie I (Wintersemester 201516)

DBE = (6 x 2 + 2 ndash 10) 2 = 2 Ester + 1 Doppelbindung

13C 167 = Ester

60 = O ndash R

136 und 125 = C=C

18 und 14 = terminale CH3

(130 ndash 127) x 250 = 75 3H 127 t (75) (188 ndash 187) x 250 = 25 3H 186 dd (75 25) (188 ndash 185) x 250 = 75 (421 ndash 418) x 250 = 75 2H 416 q (75) (5858 ndash 5848) x 250 = 25 1H 581 dq (25 ) (703 ndash 700) x 250 = 75 1H 695 dq (175 75) (700 ndash 693) x 250 = 175

O-CH2-CH3

l

C=O

l

C=C-CH3

H H E oder Z

5840 5848

5858 5832

Praktikum Analytische Chemie I (Wintersemester 201516)

1 2

3

4 5 6

1 2 2

1

6

6

5 5

4 4

35

Praktikum Analytische Chemie I (Wintersemester 201516)

UV Grundchromophor Enon Berechnung (Woodward-Regeln) Grundwert 193 nm (X = OR) -Alkyl 12 nm Gesamt 205 nm (experimentell 205 nm)

C C C OH

CH3 H OR

ppm rel Int Multiplett J in Hz Zuordnung

695 1 dq

tlw uumlberlagert

J1 = 175 ( 3Jtrans-Alken)

J2 = 65 ( 3J3)

trans-CH3-CH=CH-

581 1 dq J1 = ( 3Jtrans-Alken) 175

J2 = 25 ( 4J3+1)

trans-CH3-CH=CH-

416 2 q J = 75 ( 3J3) O-CH2-(CH3)

186 3 dd J1 = 75 ( 3J3)

J2 = 25 ( 4J3+1)

CH3-CH=CH-

127 3 t J = 75 ( 3J3) CH3-(CH2-)

Strichdiagramm zur Ermittlung der beiden Kopplungskonstanten zum Signal bei 695 ppm

697

696

694

693

703

700

688

691

J1

J2 J2 J2 J2 J2 J2

= 695

OCH2

O

H

H

CH3

695 (dq)

581 (dq)186 (dd)

CH3

417 (q)

127 (t)

Praktikum Analytische Chemie I (Wintersemester 201516) 36

Praktikum Analytische Chemie I (Wintersemester 201516)

Uumlbung 7 Ermitteln Sie aus dem 1H-NMR-Spektrum das Molverhaumlltnis der tautomeren Keto-Enol-Form von Acetylaceton

bullSignalauswahl

Keto-Isomer 36 ppm (IKeto = 4) NKeto = 2

Enol-Isomer 55 ppm (IEnol = 113) NEnol = 1

0415)1655(1001

9684)1655(100655

1

655

14

2311

NI

NI

NI

NI

n

n

Keto

Enol

EnolKeto

KetoEnol

KetoKeto

EnolEnol

Keto

Enol

Praktikum Analytische Chemie I (Wintersemester 201516)

Integral

37

Praktikum Analytische Chemie I (Wintersemester 201516)

1 Integrale

bull Flaumlche unter dem Kernresonanzsignal ist ein Maszlig fuumlr die Intensitaumlt I welche direkt

proportional der Stoffmenge und der Zahl N der zum Signal gehoumlrenden H-Atome

I~nN

bull 13C-Spektren es existiert keine Proportionaliaumlt zwischen I und N (Intensitaumlten werden

durch die Relaxationszeit T1 1H-Breitbandentkopplung und Beweglichkeit einzelner

Strukturgruppen beeinflusst)

Praktikum Analytische Chemie I (Wintersemester 201516) 3

Praktikum Analytische Chemie I (Wintersemester 201516)

Integrale ne Intensitaumlt

Praktikum Analytische Chemie I (Wintersemester 201516) 4

Praktikum Analytische Chemie I (Wintersemester 201516)

2 Chemische Verschiebung

bull Chemische Verschiebung als Bestimmung der Signallage

bull Resonanzfrequenz haumlngt in charakteristischer Weise von der Kernumgebung ab

bull Als Bezugssystem fuumlr die chemische Verschiebung dient das TMS

haumlufig deuterierte Loumlsungsmittel enthalten noch einen Restgehalt an Protonen deren

Signal als Bezugssignal benutzt werden kann (keine Zugabe von

TMS noumltig)

bull δ geschrieben in ppm gemessen

chemische Verschiebung = chemical shift Kern = nucleus (plural nuclei)

Praktikum Analytische Chemie I (Wintersemester 201516) 5

Praktikum Analytische Chemie I (Wintersemester 201516)

δ groszlig tiefes Feld (hohe Frequenz) geringe Abschirmung

δ klein hohes Feld (niedrige Frequenz)

starke Abschirmung

Beispiele

Elektronische Dichte

Abschirmung = shielding Entschirmung = deshielding

CH3-X CH3F CH3Cl CH3Br CH3I CH3H

δ (ppm) 426 340 268 216 023

Low field High field

Praktikum Analytische Chemie I (Wintersemester 201516) 6

Praktikum Analytische Chemie I (Wintersemester 201516)

Elektronische Dichte

Elektronische Dichte

des Kohlenstoffes

72 1317

72 1317

65 1168

65 1168

1588

69 1278

OH

Mesomerie Phenol

OH OH

OHOH

Benzenol

Die Ortho Position ist bdquondash ndashldquo geladen

Die Para Position ist bdquondashldquo geladen

Die Meta Position ist unbeeinflusst

Praktikum Analytische Chemie I (Wintersemester 201516)

Phenol

9

Praktikum Analytische Chemie I (Wintersemester 201516)

3 Symmetrieuumlberlegungen

bull Homotope Kerne besitzen eine Cn Achse

Chemisch aumlquivalent (eine chemische Verschiebung)

bull Enantiotope Kerne haben nur eine Spiegelebene oder ein Inversionszentrum

Nur in achiraler Umgebung chemisch aumlquivalent

bull Diastereotope Kerne

Koumlnnen nicht durch eine Symmetrieoperation

ausgetauscht werden Es gibt verschiedene chemische Verschiebungen

Praktikum Analytische Chemie I (Wintersemester 201516) 10

Praktikum Analytische Chemie I (Wintersemester 201516)

4 Multiplizitaumlt und Kopplungsmuster

bull Feinstruktur in der NMR als Wechselwirkung mit Nachbarkernen mit magnetischem

Moment

bull Homo- und heteronukleare Kopplungen sind bekannt

bull Groumlszlige der Kopplung wird durch die Kopplungskonstante J[Hz] bestimmt

bull Die Kopplungskonstante bei Proton-Proton Kopplung liegt bei 0-20 Hz absolut

bull Man unterscheidet die direkte geminale vicinale und long range Kopplung

Praktikum Analytische Chemie I (Wintersemester 201516) 11

Praktikum Analytische Chemie I (Wintersemester 201516)

J=75Hz

12

Praktikum Analytische Chemie I (Wintersemester 201516)

1 ( 0 ) Singlett s

1 1 Dublett d

1 2 1 Triplett t

1 3 3 1 Quartett q

1 4 6 4 1 Quintuplett quin

1 5 10 10 5 1 Sextett

1 6 15 20 15 6 1 Septett

1 7 21 35 35 21 7 1 Octett

1 8 28 56 70 56 28 8 1 Nonett

1 9 36 84 126 126 84 36 9 1

1 10 45 120 210 252 210 120 45 10 1

= 1

= 2

= 4

= 8

= 16

= 32

= 64

= 128

= 256

= 512

= 1024

v

Pascalsches Dreieck

Anzahl von aumlquivalenten benachbarten Spins

Multiplett

Anzahl der Peaks und ihre

relative Intensitaumlt

Praktikum Analytische Chemie I (Wintersemester 201516) 13

Praktikum Analytische Chemie I (Wintersemester 201516)

1 ( 0 )

1 1

1 2 1

1 3 3 1

1 4 6 4 1

1 5 10 10 5 1

1 6 15 20 15 6 1

1 7 21 35 35 21 7 1

1 8 28 56 70 56 28 8 1

1 9 36 84 126 126 84 36 9 1

1 10 45 120 210 252 210 120 45 10 1

Pascalsches Dreieck

Anzahl von aumlquivalenten benachbarten Spins

v

Anzahl der Peaks und ihre relative Intensitaumlt

CH CH3

Br

Br

v

CH3

Br

Praktikum Analytische Chemie I (Wintersemester 201516) 14

Praktikum Analytische Chemie I (Wintersemester 201516)

NO2

CH

H3C CH3

NO2

H2C

H2C

CH3

1-nitropropane2-nitropropane

Uumlbung 1 Entwickeln Sie zur vorliegenden Struktur das 1H- Spektrum

15

Praktikum Analytische Chemie I (Wintersemester 201516)

Septett Dublett Triplett Sextett Triplett

NO2

CH

H3C CH3

NO2

H2C

H2C

CH3

1-nitropropane2-nitropropane

KEINE KOPPLUNGEN FUumlR 13C SPEKTREN SIE SIND ENTKOPPELT 001 x 001 = 00001 = 1 10000

Intensitaumlt 3 aumlquivalenten H in 121 geteilt

2 aumlquivalenten H in 121 geteilt

2 aumlquivalenten H in 15101051 geteilt

16

Intensitaumlt 1 H in einen Septett geteilt 164 664 1564 2064 1564 664 164

Intensitaumlt 6 aumlquivalenten H in 2 geteilt

Uumlbung 1 Entwickeln Sie zur vorliegenden Struktur das 1H- Spektrum

Praktikum Analytische Chemie I (Wintersemester 201516)

5 Kopplungskonstanten

bull Berechnung der Kopplungskonstante J nach folgender Formel

bull Beschreibungsregel δ Multiplizitaumlt (J)

zB 305 t (825) = Triplett an 305ppm J = 825Hz

bull δ fuumlr ungerade Anzahl von Peaks der in der Mitte

δ fuumlr gerade Anzahl von Peaks der Mittelwert

J = Δδ middot ν0

Δδ ppm ν0 MHz =gt 10-6 x 106

Kopplungskonstanten coupling constants

Praktikum Analytische Chemie I (Wintersemester 201516) 17

Praktikum Analytische Chemie I (Wintersemester 201516)

1H NMR (200 MHz) (35996 - 35690) x 200 = 612 (35690 ndash 35384) x 200 = 612 (22351 ndash 21999) x 200 = 704 ( 21999 ndash 21651) x 200 = 696 (16823 ndash 16501) x 200 = 644 (16501 ndash 16171) x 200 = 660 (16171 ndash 15844) x 200 = 654 (15844 ndash 15507) x 200 = 674

357 t (J = 612 Hz) 220 t (J = 701 Hz) 162 quin (J = 658 Hz)

bull Entnahme von Kopplungskonstanten

ppm (t1) 0010203040

0

10000000

20000000

30000000

40000000

50000000

6000000035

996

35

690

35

384

33

182

22

351

21

999

21

651

16

823

16

501

16

171

15

844

15

507

13

223

11

163

10

812

10

461

03

163

00

191

19

2

09

7

20

0

20

2

90

0

01

2

00

7

00

191

18

Praktikum Analytische Chemie I (Wintersemester 201516)

Kopplungskonstanten

Wenn es ungesaumlttigte Bindungen gibt kann man

die Protonen in einer groumlszligeren Entfernung

bdquosehenldquo

Praktikum Analytische Chemie I (Wintersemester 201516) 19

Praktikum Analytische Chemie I (Wintersemester 201516)

H3C HC

H3C

O CH2

CH3

(35305 ndash 35105) x 300 = 6 Hz

(32473 ndash 32240) x 300 = 699 Hz

(11620 ndash 11386) x 300 = 702 Hz

(11203 ndash 11003) x 300 = 6 Hz

35005 q (6) 2 H connected to CH3

32007 sept (699) 1 H connected to CH6 ( 2xCH3 )

11503 d (702) 6 H connected to CH

11003 t (6) 3 H connected to CH2

δ = 32 35 lt=gt typische O-CHx Werte

Uumlbung 2Ermitteln Sie die Struktur

H3C HC

H3C

O CH2

CH3

20

H3C HC

H3C

O CH2

CH3

Praktikum Analytische Chemie I (Wintersemester 201516)

CH C

Br

Br

H

H

H

δ = 555

CH

α

β

γ

frac12 frac12

frac12 frac12 frac12

frac12

frac12 frac12 frac12 frac12 frac12 frac12

frac12 frac12

frac12 frac14 frac14

18 38 38 18

JA-B

JA-B JA-B

JA-B JA-B JA-B

Aber hier waren alle

Kopplungskonstanten gleich

Quartett

1 3 3 1

Strichdiagramm coupling diagram splitting diagram bar diagramhellip

6 Strichdiagramme

J=75Hz

Unpraktisch

Praktikum Analytische Chemie I (Wintersemester 201516) 21

Praktikum Analytische Chemie I (Wintersemester 201516)

Strichdiagramme

CH C

HC

Br

H

H

H

HOOH

δ = 550

JA-B

JA-B JA-B

JA-B JA-B JA-B

JA-c JA-c JA-c JA-c

8 Peaks aber kein Oktett

Doppelquartett qd

Praktikum Analytische Chemie I (Wintersemester 201516) 22

Praktikum Analytische Chemie I (Wintersemester 201516)

Strichdiagrammen

JA plusmn 18 Hz

JB plusmn 9 Hz

JC plusmn 3Hz

Praktikum Analytische Chemie I (Wintersemester 201516) 23

Praktikum Analytische Chemie I (Wintersemester 201516)

Uumlbung 3 Welches Signal gehoumlrt zu welchem Proton

Cl

HO

H a

H b

H cCl

24

Praktikum Analytische Chemie I (Wintersemester 201516)

8 Hz

8 Hz 8 Hz

8 Hz 8 Hz

2 Hz 2 Hz 2 Hz 2 Hz

Cl

HO

H a

H b

H cCl

8 Hz

8 Hz

725

ppm

2 Hz

Hb Hc Ha

t

dd dd

25

Uumlbung 3 Welches Signal gehoumlrt zu welchem Proton

Praktikum Analytische Chemie I (Wintersemester 201516)

Uumlbung 4 Erstellen Sie das Strichdiagramm von H1 und H2

und berechnen Sie die Kopplungskonstanten

26

1H NMR (400 MHz) H1 95501 95299

H2 60601 60798 61021 61213

(95501 ndash 95299) x 400 = 808 Hz

1 Dublett bestimmen (Mittelpunkt) (60798 ndash 60601)2+60601 = 606995 (61213 ndash 61021)2+61021 = 61117

(61117ndash 606995) x 400 = 1670 Hz

2 Dublett bestimmen (60798 ndash 60601) x 400 =788 (61213 ndash 61021) x 400 =768

H2 609 dd (3J = 1670 Hz 3J = 778 Hz) H1 954 d (3J = 808 Hz)

Praktikum Analytische Chemie I (Wintersemester 201516)

Spektren 1 Ordnung Δν sehr viel groumlszliger als Kopplungskonstante J [ΔνJ gt 7]

Multiplizitaumlt M= N+1 (gilt fuumlr Kerne mit I= frac12)

Vorliegen eines Spektrums houmlherer Ordnung bei starker Kopplung

Faustregel [ΔνJ lt 7]

7 Spektrenordnung

J J

J J

J J

J J

Dacheffekt

Dacheffekt roof effect

Cl

HO

H a

H b

H cCl

Hb Hc Ha

27

Praktikum Analytische Chemie I (Wintersemester 201516)

Was kann ich gegen houmlhere Ordnung machen

bull Kopplungskonstanten sind konstant

bull Chemische Verschiebung sind proportional zur Messfrequenz

Ein Geraumlt mit besserer Aufloumlsung (staumlrkeres Magnetfeld) nutzen

J = Δδ middot ν0 Δδ = J ν0

Bsp Kopplung Hb und Hc

δ (Hb)=7250 ppm

δ (Hc)=7105 ppm

J = 8 Hz

ν0 = 90 MHz Δν= Δδ ν0 =0145 ppm 90MHz =1305 Hz

Praktikum Analytische Chemie I (Wintersemester 201314)

Hb Hc Ha

Cl

HO

H a

H b

H cCl

Δδ=0145ppm

ν0 = 600 MHz Δν= Δδ ν0 =0145 ppm 600MHz =8700 Hz

[ΔνJ =19]

[ΔνJ = 109]

[ΔνJ lt 7] Spektrum houmlherer Ordnung

28

Praktikum Analytische Chemie I (Wintersemester 201516)

Uumlbung 5 Die Struktur einer Verbindung mit der Summenformel C6H7N ist zu erarbeiten Aufgenommen wurde ein 400 MHz Spektrum Alle Kopplungskonstanten und Signale sind zu entnehmen bzw zuzuordnen

29

Praktikum Analytische Chemie I (Wintersemester 201516)

Uumlbung 5 Die Struktur einer Verbindung mit der Summenformel C6H7N ist zu erarbeiten Aufgenommen wurde ein 400 Mhz Spektrum Alle Kopplungskonstanten und Signale sind zu entnehmen bzw zuzuordnen

DBE Double Bond Equivalent DBE = (2a + 2 - b + c ) 2

CaHbOxNc DBE C6H7N = (2 x 6 + 2 - 7 + 1)2 = 4

H2N or

N

CH3

Aus der Summenformel kann ein

Methyl-pyridin abgeleitet werden

(C5H4N-CH3)

CH2 Singulett zwischen

45 und 65ppm

Praktikum Analytische Chemie I (Wintersemester 201516) 30

Praktikum Analytische Chemie I (Wintersemester 201516)

ppm Multiplett J in Hz Zuordnung

844 bdquosldquo (nicht aufgeloumlstes

m)

H-2

841 bdquodldquo (nicht aufgeloumlstes

m)

J = 56 (= 3J56) H-6

747 d J = 76 (= 3J45) H-4

725 Chloroform

717 dd J1 = 72 (= 3J54)

J2 = 56 (= 3J56)

H-5

268 s CH3-Pyr

H

CH3

N H

H

H

2

34

5

6

Uumlbung 5 Die Struktur einer Verbindung mit der Summenformel C6H7N ist zu erarbeiten Aufgenommen wurde ein 400 Mhz Spektrum Alle Kopplungskonstanten und Signale sind zu entnehmen bzw zuzuordnen

Singulett

Dublett Dublett

Doppeldublett

Im Bereich bei 84 ppm sind 2

Signale vorhanden Position 2 und 6

sind mit H besetzt

Praktikum Analytische Chemie I (Wintersemester 201516) 31

Praktikum Analytische Chemie I (Wintersemester 201516)

Uumlbung 6 Eine Verbindung der Summenformel C6H10O2 zeigt ein UV-Spektrum bei 205nm Aus dem IR-Spektrum koumlnnen eine Esterfunktion und Doppelbindungssignale entnommen werden Das 250 MHz Spektrum der Verbiundung liegt vor Ordnen Sie alle Signale zu und bestimmen Sie die Konfiguration der Doppelbindung Weiterhin ist auch das 13C Spektrum gegeben Hier sind alle Signale zuzuordnen

Signallage in ppm Relative Intensitaumlt

16747 224

13672 368

125 1000

6066 776

1833 612

1426 612

5840 5848

5858 5832

Praktikum Analytische Chemie I (Wintersemester 201516) 32

Praktikum Analytische Chemie I (Wintersemester 201516)

Signallage in ppm Relative Intensitaumlt

16747 224

13672 368

125 1000

6066 776

1833 612

1426 612

DBE = (6 x 2 + 2 ndash 10) 2 = 2 Ester + 1 Doppelbindung

13C 167 = Ester

60 = O ndash R

136 und 125 = C=C

18 und 14 = terminale CH3

5840 5848

5858 5832

Praktikum Analytische Chemie I (Wintersemester 201516) 33

Praktikum Analytische Chemie I (Wintersemester 201516)

DBE = (6 x 2 + 2 ndash 10) 2 = 2 Ester + 1 Doppelbindung

13C 167 = Ester

60 = O ndash R

136 und 125 = C=C

18 und 14 = terminale CH3

(130 ndash 127) x 250 = 75 3H 127 t (75) (188 ndash 187) x 250 = 25 3H 186 dd (75 25) (188 ndash 185) x 250 = 75 (421 ndash 418) x 250 = 75 2H 416 q (75) (5858 ndash 5848) x 250 = 25 1H 581 dq (25 ) (703 ndash 700) x 250 = 75 1H 695 dq (175 75) (700 ndash 693) x 250 = 175

O-CH2-CH3

l

C=O

l

5840 5848

5858 5832

Praktikum Analytische Chemie I (Wintersemester 201516) 34

Praktikum Analytische Chemie I (Wintersemester 201516)

DBE = (6 x 2 + 2 ndash 10) 2 = 2 Ester + 1 Doppelbindung

13C 167 = Ester

60 = O ndash R

136 und 125 = C=C

18 und 14 = terminale CH3

(130 ndash 127) x 250 = 75 3H 127 t (75) (188 ndash 187) x 250 = 25 3H 186 dd (75 25) (188 ndash 185) x 250 = 75 (421 ndash 418) x 250 = 75 2H 416 q (75) (5858 ndash 5848) x 250 = 25 1H 581 dq (25 ) (703 ndash 700) x 250 = 75 1H 695 dq (175 75) (700 ndash 693) x 250 = 175

O-CH2-CH3

l

C=O

l

C=C-CH3

H H E oder Z

5840 5848

5858 5832

Praktikum Analytische Chemie I (Wintersemester 201516)

1 2

3

4 5 6

1 2 2

1

6

6

5 5

4 4

35

Praktikum Analytische Chemie I (Wintersemester 201516)

UV Grundchromophor Enon Berechnung (Woodward-Regeln) Grundwert 193 nm (X = OR) -Alkyl 12 nm Gesamt 205 nm (experimentell 205 nm)

C C C OH

CH3 H OR

ppm rel Int Multiplett J in Hz Zuordnung

695 1 dq

tlw uumlberlagert

J1 = 175 ( 3Jtrans-Alken)

J2 = 65 ( 3J3)

trans-CH3-CH=CH-

581 1 dq J1 = ( 3Jtrans-Alken) 175

J2 = 25 ( 4J3+1)

trans-CH3-CH=CH-

416 2 q J = 75 ( 3J3) O-CH2-(CH3)

186 3 dd J1 = 75 ( 3J3)

J2 = 25 ( 4J3+1)

CH3-CH=CH-

127 3 t J = 75 ( 3J3) CH3-(CH2-)

Strichdiagramm zur Ermittlung der beiden Kopplungskonstanten zum Signal bei 695 ppm

697

696

694

693

703

700

688

691

J1

J2 J2 J2 J2 J2 J2

= 695

OCH2

O

H

H

CH3

695 (dq)

581 (dq)186 (dd)

CH3

417 (q)

127 (t)

Praktikum Analytische Chemie I (Wintersemester 201516) 36

Praktikum Analytische Chemie I (Wintersemester 201516)

Uumlbung 7 Ermitteln Sie aus dem 1H-NMR-Spektrum das Molverhaumlltnis der tautomeren Keto-Enol-Form von Acetylaceton

bullSignalauswahl

Keto-Isomer 36 ppm (IKeto = 4) NKeto = 2

Enol-Isomer 55 ppm (IEnol = 113) NEnol = 1

0415)1655(1001

9684)1655(100655

1

655

14

2311

NI

NI

NI

NI

n

n

Keto

Enol

EnolKeto

KetoEnol

KetoKeto

EnolEnol

Keto

Enol

Praktikum Analytische Chemie I (Wintersemester 201516)

Integral

37

Praktikum Analytische Chemie I (Wintersemester 201516)

Integrale ne Intensitaumlt

Praktikum Analytische Chemie I (Wintersemester 201516) 4

Praktikum Analytische Chemie I (Wintersemester 201516)

2 Chemische Verschiebung

bull Chemische Verschiebung als Bestimmung der Signallage

bull Resonanzfrequenz haumlngt in charakteristischer Weise von der Kernumgebung ab

bull Als Bezugssystem fuumlr die chemische Verschiebung dient das TMS

haumlufig deuterierte Loumlsungsmittel enthalten noch einen Restgehalt an Protonen deren

Signal als Bezugssignal benutzt werden kann (keine Zugabe von

TMS noumltig)

bull δ geschrieben in ppm gemessen

chemische Verschiebung = chemical shift Kern = nucleus (plural nuclei)

Praktikum Analytische Chemie I (Wintersemester 201516) 5

Praktikum Analytische Chemie I (Wintersemester 201516)

δ groszlig tiefes Feld (hohe Frequenz) geringe Abschirmung

δ klein hohes Feld (niedrige Frequenz)

starke Abschirmung

Beispiele

Elektronische Dichte

Abschirmung = shielding Entschirmung = deshielding

CH3-X CH3F CH3Cl CH3Br CH3I CH3H

δ (ppm) 426 340 268 216 023

Low field High field

Praktikum Analytische Chemie I (Wintersemester 201516) 6

Praktikum Analytische Chemie I (Wintersemester 201516)

Elektronische Dichte

Elektronische Dichte

des Kohlenstoffes

72 1317

72 1317

65 1168

65 1168

1588

69 1278

OH

Mesomerie Phenol

OH OH

OHOH

Benzenol

Die Ortho Position ist bdquondash ndashldquo geladen

Die Para Position ist bdquondashldquo geladen

Die Meta Position ist unbeeinflusst

Praktikum Analytische Chemie I (Wintersemester 201516)

Phenol

9

Praktikum Analytische Chemie I (Wintersemester 201516)

3 Symmetrieuumlberlegungen

bull Homotope Kerne besitzen eine Cn Achse

Chemisch aumlquivalent (eine chemische Verschiebung)

bull Enantiotope Kerne haben nur eine Spiegelebene oder ein Inversionszentrum

Nur in achiraler Umgebung chemisch aumlquivalent

bull Diastereotope Kerne

Koumlnnen nicht durch eine Symmetrieoperation

ausgetauscht werden Es gibt verschiedene chemische Verschiebungen

Praktikum Analytische Chemie I (Wintersemester 201516) 10

Praktikum Analytische Chemie I (Wintersemester 201516)

4 Multiplizitaumlt und Kopplungsmuster

bull Feinstruktur in der NMR als Wechselwirkung mit Nachbarkernen mit magnetischem

Moment

bull Homo- und heteronukleare Kopplungen sind bekannt

bull Groumlszlige der Kopplung wird durch die Kopplungskonstante J[Hz] bestimmt

bull Die Kopplungskonstante bei Proton-Proton Kopplung liegt bei 0-20 Hz absolut

bull Man unterscheidet die direkte geminale vicinale und long range Kopplung

Praktikum Analytische Chemie I (Wintersemester 201516) 11

Praktikum Analytische Chemie I (Wintersemester 201516)

J=75Hz

12

Praktikum Analytische Chemie I (Wintersemester 201516)

1 ( 0 ) Singlett s

1 1 Dublett d

1 2 1 Triplett t

1 3 3 1 Quartett q

1 4 6 4 1 Quintuplett quin

1 5 10 10 5 1 Sextett

1 6 15 20 15 6 1 Septett

1 7 21 35 35 21 7 1 Octett

1 8 28 56 70 56 28 8 1 Nonett

1 9 36 84 126 126 84 36 9 1

1 10 45 120 210 252 210 120 45 10 1

= 1

= 2

= 4

= 8

= 16

= 32

= 64

= 128

= 256

= 512

= 1024

v

Pascalsches Dreieck

Anzahl von aumlquivalenten benachbarten Spins

Multiplett

Anzahl der Peaks und ihre

relative Intensitaumlt

Praktikum Analytische Chemie I (Wintersemester 201516) 13

Praktikum Analytische Chemie I (Wintersemester 201516)

1 ( 0 )

1 1

1 2 1

1 3 3 1

1 4 6 4 1

1 5 10 10 5 1

1 6 15 20 15 6 1

1 7 21 35 35 21 7 1

1 8 28 56 70 56 28 8 1

1 9 36 84 126 126 84 36 9 1

1 10 45 120 210 252 210 120 45 10 1

Pascalsches Dreieck

Anzahl von aumlquivalenten benachbarten Spins

v

Anzahl der Peaks und ihre relative Intensitaumlt

CH CH3

Br

Br

v

CH3

Br

Praktikum Analytische Chemie I (Wintersemester 201516) 14

Praktikum Analytische Chemie I (Wintersemester 201516)

NO2

CH

H3C CH3

NO2

H2C

H2C

CH3

1-nitropropane2-nitropropane

Uumlbung 1 Entwickeln Sie zur vorliegenden Struktur das 1H- Spektrum

15

Praktikum Analytische Chemie I (Wintersemester 201516)

Septett Dublett Triplett Sextett Triplett

NO2

CH

H3C CH3

NO2

H2C

H2C

CH3

1-nitropropane2-nitropropane

KEINE KOPPLUNGEN FUumlR 13C SPEKTREN SIE SIND ENTKOPPELT 001 x 001 = 00001 = 1 10000

Intensitaumlt 3 aumlquivalenten H in 121 geteilt

2 aumlquivalenten H in 121 geteilt

2 aumlquivalenten H in 15101051 geteilt

16

Intensitaumlt 1 H in einen Septett geteilt 164 664 1564 2064 1564 664 164

Intensitaumlt 6 aumlquivalenten H in 2 geteilt

Uumlbung 1 Entwickeln Sie zur vorliegenden Struktur das 1H- Spektrum

Praktikum Analytische Chemie I (Wintersemester 201516)

5 Kopplungskonstanten

bull Berechnung der Kopplungskonstante J nach folgender Formel

bull Beschreibungsregel δ Multiplizitaumlt (J)

zB 305 t (825) = Triplett an 305ppm J = 825Hz

bull δ fuumlr ungerade Anzahl von Peaks der in der Mitte

δ fuumlr gerade Anzahl von Peaks der Mittelwert

J = Δδ middot ν0

Δδ ppm ν0 MHz =gt 10-6 x 106

Kopplungskonstanten coupling constants

Praktikum Analytische Chemie I (Wintersemester 201516) 17

Praktikum Analytische Chemie I (Wintersemester 201516)

1H NMR (200 MHz) (35996 - 35690) x 200 = 612 (35690 ndash 35384) x 200 = 612 (22351 ndash 21999) x 200 = 704 ( 21999 ndash 21651) x 200 = 696 (16823 ndash 16501) x 200 = 644 (16501 ndash 16171) x 200 = 660 (16171 ndash 15844) x 200 = 654 (15844 ndash 15507) x 200 = 674

357 t (J = 612 Hz) 220 t (J = 701 Hz) 162 quin (J = 658 Hz)

bull Entnahme von Kopplungskonstanten

ppm (t1) 0010203040

0

10000000

20000000

30000000

40000000

50000000

6000000035

996

35

690

35

384

33

182

22

351

21

999

21

651

16

823

16

501

16

171

15

844

15

507

13

223

11

163

10

812

10

461

03

163

00

191

19

2

09

7

20

0

20

2

90

0

01

2

00

7

00

191

18

Praktikum Analytische Chemie I (Wintersemester 201516)

Kopplungskonstanten

Wenn es ungesaumlttigte Bindungen gibt kann man

die Protonen in einer groumlszligeren Entfernung

bdquosehenldquo

Praktikum Analytische Chemie I (Wintersemester 201516) 19

Praktikum Analytische Chemie I (Wintersemester 201516)

H3C HC

H3C

O CH2

CH3

(35305 ndash 35105) x 300 = 6 Hz

(32473 ndash 32240) x 300 = 699 Hz

(11620 ndash 11386) x 300 = 702 Hz

(11203 ndash 11003) x 300 = 6 Hz

35005 q (6) 2 H connected to CH3

32007 sept (699) 1 H connected to CH6 ( 2xCH3 )

11503 d (702) 6 H connected to CH

11003 t (6) 3 H connected to CH2

δ = 32 35 lt=gt typische O-CHx Werte

Uumlbung 2Ermitteln Sie die Struktur

H3C HC

H3C

O CH2

CH3

20

H3C HC

H3C

O CH2

CH3

Praktikum Analytische Chemie I (Wintersemester 201516)

CH C

Br

Br

H

H

H

δ = 555

CH

α

β

γ

frac12 frac12

frac12 frac12 frac12

frac12

frac12 frac12 frac12 frac12 frac12 frac12

frac12 frac12

frac12 frac14 frac14

18 38 38 18

JA-B

JA-B JA-B

JA-B JA-B JA-B

Aber hier waren alle

Kopplungskonstanten gleich

Quartett

1 3 3 1

Strichdiagramm coupling diagram splitting diagram bar diagramhellip

6 Strichdiagramme

J=75Hz

Unpraktisch

Praktikum Analytische Chemie I (Wintersemester 201516) 21

Praktikum Analytische Chemie I (Wintersemester 201516)

Strichdiagramme

CH C

HC

Br

H

H

H

HOOH

δ = 550

JA-B

JA-B JA-B

JA-B JA-B JA-B

JA-c JA-c JA-c JA-c

8 Peaks aber kein Oktett

Doppelquartett qd

Praktikum Analytische Chemie I (Wintersemester 201516) 22

Praktikum Analytische Chemie I (Wintersemester 201516)

Strichdiagrammen

JA plusmn 18 Hz

JB plusmn 9 Hz

JC plusmn 3Hz

Praktikum Analytische Chemie I (Wintersemester 201516) 23

Praktikum Analytische Chemie I (Wintersemester 201516)

Uumlbung 3 Welches Signal gehoumlrt zu welchem Proton

Cl

HO

H a

H b

H cCl

24

Praktikum Analytische Chemie I (Wintersemester 201516)

8 Hz

8 Hz 8 Hz

8 Hz 8 Hz

2 Hz 2 Hz 2 Hz 2 Hz

Cl

HO

H a

H b

H cCl

8 Hz

8 Hz

725

ppm

2 Hz

Hb Hc Ha

t

dd dd

25

Uumlbung 3 Welches Signal gehoumlrt zu welchem Proton

Praktikum Analytische Chemie I (Wintersemester 201516)

Uumlbung 4 Erstellen Sie das Strichdiagramm von H1 und H2

und berechnen Sie die Kopplungskonstanten

26

1H NMR (400 MHz) H1 95501 95299

H2 60601 60798 61021 61213

(95501 ndash 95299) x 400 = 808 Hz

1 Dublett bestimmen (Mittelpunkt) (60798 ndash 60601)2+60601 = 606995 (61213 ndash 61021)2+61021 = 61117

(61117ndash 606995) x 400 = 1670 Hz

2 Dublett bestimmen (60798 ndash 60601) x 400 =788 (61213 ndash 61021) x 400 =768

H2 609 dd (3J = 1670 Hz 3J = 778 Hz) H1 954 d (3J = 808 Hz)

Praktikum Analytische Chemie I (Wintersemester 201516)

Spektren 1 Ordnung Δν sehr viel groumlszliger als Kopplungskonstante J [ΔνJ gt 7]

Multiplizitaumlt M= N+1 (gilt fuumlr Kerne mit I= frac12)

Vorliegen eines Spektrums houmlherer Ordnung bei starker Kopplung

Faustregel [ΔνJ lt 7]

7 Spektrenordnung

J J

J J

J J

J J

Dacheffekt

Dacheffekt roof effect

Cl

HO

H a

H b

H cCl

Hb Hc Ha

27

Praktikum Analytische Chemie I (Wintersemester 201516)

Was kann ich gegen houmlhere Ordnung machen

bull Kopplungskonstanten sind konstant

bull Chemische Verschiebung sind proportional zur Messfrequenz

Ein Geraumlt mit besserer Aufloumlsung (staumlrkeres Magnetfeld) nutzen

J = Δδ middot ν0 Δδ = J ν0

Bsp Kopplung Hb und Hc

δ (Hb)=7250 ppm

δ (Hc)=7105 ppm

J = 8 Hz

ν0 = 90 MHz Δν= Δδ ν0 =0145 ppm 90MHz =1305 Hz

Praktikum Analytische Chemie I (Wintersemester 201314)

Hb Hc Ha

Cl

HO

H a

H b

H cCl

Δδ=0145ppm

ν0 = 600 MHz Δν= Δδ ν0 =0145 ppm 600MHz =8700 Hz

[ΔνJ =19]

[ΔνJ = 109]

[ΔνJ lt 7] Spektrum houmlherer Ordnung

28

Praktikum Analytische Chemie I (Wintersemester 201516)

Uumlbung 5 Die Struktur einer Verbindung mit der Summenformel C6H7N ist zu erarbeiten Aufgenommen wurde ein 400 MHz Spektrum Alle Kopplungskonstanten und Signale sind zu entnehmen bzw zuzuordnen

29

Praktikum Analytische Chemie I (Wintersemester 201516)

Uumlbung 5 Die Struktur einer Verbindung mit der Summenformel C6H7N ist zu erarbeiten Aufgenommen wurde ein 400 Mhz Spektrum Alle Kopplungskonstanten und Signale sind zu entnehmen bzw zuzuordnen

DBE Double Bond Equivalent DBE = (2a + 2 - b + c ) 2

CaHbOxNc DBE C6H7N = (2 x 6 + 2 - 7 + 1)2 = 4

H2N or

N

CH3

Aus der Summenformel kann ein

Methyl-pyridin abgeleitet werden

(C5H4N-CH3)

CH2 Singulett zwischen

45 und 65ppm

Praktikum Analytische Chemie I (Wintersemester 201516) 30

Praktikum Analytische Chemie I (Wintersemester 201516)

ppm Multiplett J in Hz Zuordnung

844 bdquosldquo (nicht aufgeloumlstes

m)

H-2

841 bdquodldquo (nicht aufgeloumlstes

m)

J = 56 (= 3J56) H-6

747 d J = 76 (= 3J45) H-4

725 Chloroform

717 dd J1 = 72 (= 3J54)

J2 = 56 (= 3J56)

H-5

268 s CH3-Pyr

H

CH3

N H

H

H

2

34

5

6

Uumlbung 5 Die Struktur einer Verbindung mit der Summenformel C6H7N ist zu erarbeiten Aufgenommen wurde ein 400 Mhz Spektrum Alle Kopplungskonstanten und Signale sind zu entnehmen bzw zuzuordnen

Singulett

Dublett Dublett

Doppeldublett

Im Bereich bei 84 ppm sind 2

Signale vorhanden Position 2 und 6

sind mit H besetzt

Praktikum Analytische Chemie I (Wintersemester 201516) 31

Praktikum Analytische Chemie I (Wintersemester 201516)

Uumlbung 6 Eine Verbindung der Summenformel C6H10O2 zeigt ein UV-Spektrum bei 205nm Aus dem IR-Spektrum koumlnnen eine Esterfunktion und Doppelbindungssignale entnommen werden Das 250 MHz Spektrum der Verbiundung liegt vor Ordnen Sie alle Signale zu und bestimmen Sie die Konfiguration der Doppelbindung Weiterhin ist auch das 13C Spektrum gegeben Hier sind alle Signale zuzuordnen

Signallage in ppm Relative Intensitaumlt

16747 224

13672 368

125 1000

6066 776

1833 612

1426 612

5840 5848

5858 5832

Praktikum Analytische Chemie I (Wintersemester 201516) 32

Praktikum Analytische Chemie I (Wintersemester 201516)

Signallage in ppm Relative Intensitaumlt

16747 224

13672 368

125 1000

6066 776

1833 612

1426 612

DBE = (6 x 2 + 2 ndash 10) 2 = 2 Ester + 1 Doppelbindung

13C 167 = Ester

60 = O ndash R

136 und 125 = C=C

18 und 14 = terminale CH3

5840 5848

5858 5832

Praktikum Analytische Chemie I (Wintersemester 201516) 33

Praktikum Analytische Chemie I (Wintersemester 201516)

DBE = (6 x 2 + 2 ndash 10) 2 = 2 Ester + 1 Doppelbindung

13C 167 = Ester

60 = O ndash R

136 und 125 = C=C

18 und 14 = terminale CH3

(130 ndash 127) x 250 = 75 3H 127 t (75) (188 ndash 187) x 250 = 25 3H 186 dd (75 25) (188 ndash 185) x 250 = 75 (421 ndash 418) x 250 = 75 2H 416 q (75) (5858 ndash 5848) x 250 = 25 1H 581 dq (25 ) (703 ndash 700) x 250 = 75 1H 695 dq (175 75) (700 ndash 693) x 250 = 175

O-CH2-CH3

l

C=O

l

5840 5848

5858 5832

Praktikum Analytische Chemie I (Wintersemester 201516) 34

Praktikum Analytische Chemie I (Wintersemester 201516)

DBE = (6 x 2 + 2 ndash 10) 2 = 2 Ester + 1 Doppelbindung

13C 167 = Ester

60 = O ndash R

136 und 125 = C=C

18 und 14 = terminale CH3

(130 ndash 127) x 250 = 75 3H 127 t (75) (188 ndash 187) x 250 = 25 3H 186 dd (75 25) (188 ndash 185) x 250 = 75 (421 ndash 418) x 250 = 75 2H 416 q (75) (5858 ndash 5848) x 250 = 25 1H 581 dq (25 ) (703 ndash 700) x 250 = 75 1H 695 dq (175 75) (700 ndash 693) x 250 = 175

O-CH2-CH3

l

C=O

l

C=C-CH3

H H E oder Z

5840 5848

5858 5832

Praktikum Analytische Chemie I (Wintersemester 201516)

1 2

3

4 5 6

1 2 2

1

6

6

5 5

4 4

35

Praktikum Analytische Chemie I (Wintersemester 201516)

UV Grundchromophor Enon Berechnung (Woodward-Regeln) Grundwert 193 nm (X = OR) -Alkyl 12 nm Gesamt 205 nm (experimentell 205 nm)

C C C OH

CH3 H OR

ppm rel Int Multiplett J in Hz Zuordnung

695 1 dq

tlw uumlberlagert

J1 = 175 ( 3Jtrans-Alken)

J2 = 65 ( 3J3)

trans-CH3-CH=CH-

581 1 dq J1 = ( 3Jtrans-Alken) 175

J2 = 25 ( 4J3+1)

trans-CH3-CH=CH-

416 2 q J = 75 ( 3J3) O-CH2-(CH3)

186 3 dd J1 = 75 ( 3J3)

J2 = 25 ( 4J3+1)

CH3-CH=CH-

127 3 t J = 75 ( 3J3) CH3-(CH2-)

Strichdiagramm zur Ermittlung der beiden Kopplungskonstanten zum Signal bei 695 ppm

697

696

694

693

703

700

688

691

J1

J2 J2 J2 J2 J2 J2

= 695

OCH2

O

H

H

CH3

695 (dq)

581 (dq)186 (dd)

CH3

417 (q)

127 (t)

Praktikum Analytische Chemie I (Wintersemester 201516) 36

Praktikum Analytische Chemie I (Wintersemester 201516)

Uumlbung 7 Ermitteln Sie aus dem 1H-NMR-Spektrum das Molverhaumlltnis der tautomeren Keto-Enol-Form von Acetylaceton

bullSignalauswahl

Keto-Isomer 36 ppm (IKeto = 4) NKeto = 2

Enol-Isomer 55 ppm (IEnol = 113) NEnol = 1

0415)1655(1001

9684)1655(100655

1

655

14

2311

NI

NI

NI

NI

n

n

Keto

Enol

EnolKeto

KetoEnol

KetoKeto

EnolEnol

Keto

Enol

Praktikum Analytische Chemie I (Wintersemester 201516)

Integral

37

Praktikum Analytische Chemie I (Wintersemester 201516)

2 Chemische Verschiebung

bull Chemische Verschiebung als Bestimmung der Signallage

bull Resonanzfrequenz haumlngt in charakteristischer Weise von der Kernumgebung ab

bull Als Bezugssystem fuumlr die chemische Verschiebung dient das TMS

haumlufig deuterierte Loumlsungsmittel enthalten noch einen Restgehalt an Protonen deren

Signal als Bezugssignal benutzt werden kann (keine Zugabe von

TMS noumltig)

bull δ geschrieben in ppm gemessen

chemische Verschiebung = chemical shift Kern = nucleus (plural nuclei)

Praktikum Analytische Chemie I (Wintersemester 201516) 5

Praktikum Analytische Chemie I (Wintersemester 201516)

δ groszlig tiefes Feld (hohe Frequenz) geringe Abschirmung

δ klein hohes Feld (niedrige Frequenz)

starke Abschirmung

Beispiele

Elektronische Dichte

Abschirmung = shielding Entschirmung = deshielding

CH3-X CH3F CH3Cl CH3Br CH3I CH3H

δ (ppm) 426 340 268 216 023

Low field High field

Praktikum Analytische Chemie I (Wintersemester 201516) 6

Praktikum Analytische Chemie I (Wintersemester 201516)

Elektronische Dichte

Elektronische Dichte

des Kohlenstoffes

72 1317

72 1317

65 1168

65 1168

1588

69 1278

OH

Mesomerie Phenol

OH OH

OHOH

Benzenol

Die Ortho Position ist bdquondash ndashldquo geladen

Die Para Position ist bdquondashldquo geladen

Die Meta Position ist unbeeinflusst

Praktikum Analytische Chemie I (Wintersemester 201516)

Phenol

9

Praktikum Analytische Chemie I (Wintersemester 201516)

3 Symmetrieuumlberlegungen

bull Homotope Kerne besitzen eine Cn Achse

Chemisch aumlquivalent (eine chemische Verschiebung)

bull Enantiotope Kerne haben nur eine Spiegelebene oder ein Inversionszentrum

Nur in achiraler Umgebung chemisch aumlquivalent

bull Diastereotope Kerne

Koumlnnen nicht durch eine Symmetrieoperation

ausgetauscht werden Es gibt verschiedene chemische Verschiebungen

Praktikum Analytische Chemie I (Wintersemester 201516) 10

Praktikum Analytische Chemie I (Wintersemester 201516)

4 Multiplizitaumlt und Kopplungsmuster

bull Feinstruktur in der NMR als Wechselwirkung mit Nachbarkernen mit magnetischem

Moment

bull Homo- und heteronukleare Kopplungen sind bekannt

bull Groumlszlige der Kopplung wird durch die Kopplungskonstante J[Hz] bestimmt

bull Die Kopplungskonstante bei Proton-Proton Kopplung liegt bei 0-20 Hz absolut

bull Man unterscheidet die direkte geminale vicinale und long range Kopplung

Praktikum Analytische Chemie I (Wintersemester 201516) 11

Praktikum Analytische Chemie I (Wintersemester 201516)

J=75Hz

12

Praktikum Analytische Chemie I (Wintersemester 201516)

1 ( 0 ) Singlett s

1 1 Dublett d

1 2 1 Triplett t

1 3 3 1 Quartett q

1 4 6 4 1 Quintuplett quin

1 5 10 10 5 1 Sextett

1 6 15 20 15 6 1 Septett

1 7 21 35 35 21 7 1 Octett

1 8 28 56 70 56 28 8 1 Nonett

1 9 36 84 126 126 84 36 9 1

1 10 45 120 210 252 210 120 45 10 1

= 1

= 2

= 4

= 8

= 16

= 32

= 64

= 128

= 256

= 512

= 1024

v

Pascalsches Dreieck

Anzahl von aumlquivalenten benachbarten Spins

Multiplett

Anzahl der Peaks und ihre

relative Intensitaumlt

Praktikum Analytische Chemie I (Wintersemester 201516) 13

Praktikum Analytische Chemie I (Wintersemester 201516)

1 ( 0 )

1 1

1 2 1

1 3 3 1

1 4 6 4 1

1 5 10 10 5 1

1 6 15 20 15 6 1

1 7 21 35 35 21 7 1

1 8 28 56 70 56 28 8 1

1 9 36 84 126 126 84 36 9 1

1 10 45 120 210 252 210 120 45 10 1

Pascalsches Dreieck

Anzahl von aumlquivalenten benachbarten Spins

v

Anzahl der Peaks und ihre relative Intensitaumlt

CH CH3

Br

Br

v

CH3

Br

Praktikum Analytische Chemie I (Wintersemester 201516) 14

Praktikum Analytische Chemie I (Wintersemester 201516)

NO2

CH

H3C CH3

NO2

H2C

H2C

CH3

1-nitropropane2-nitropropane

Uumlbung 1 Entwickeln Sie zur vorliegenden Struktur das 1H- Spektrum

15

Praktikum Analytische Chemie I (Wintersemester 201516)

Septett Dublett Triplett Sextett Triplett

NO2

CH

H3C CH3

NO2

H2C

H2C

CH3

1-nitropropane2-nitropropane

KEINE KOPPLUNGEN FUumlR 13C SPEKTREN SIE SIND ENTKOPPELT 001 x 001 = 00001 = 1 10000

Intensitaumlt 3 aumlquivalenten H in 121 geteilt

2 aumlquivalenten H in 121 geteilt

2 aumlquivalenten H in 15101051 geteilt

16

Intensitaumlt 1 H in einen Septett geteilt 164 664 1564 2064 1564 664 164

Intensitaumlt 6 aumlquivalenten H in 2 geteilt

Uumlbung 1 Entwickeln Sie zur vorliegenden Struktur das 1H- Spektrum

Praktikum Analytische Chemie I (Wintersemester 201516)

5 Kopplungskonstanten

bull Berechnung der Kopplungskonstante J nach folgender Formel

bull Beschreibungsregel δ Multiplizitaumlt (J)

zB 305 t (825) = Triplett an 305ppm J = 825Hz

bull δ fuumlr ungerade Anzahl von Peaks der in der Mitte

δ fuumlr gerade Anzahl von Peaks der Mittelwert

J = Δδ middot ν0

Δδ ppm ν0 MHz =gt 10-6 x 106

Kopplungskonstanten coupling constants

Praktikum Analytische Chemie I (Wintersemester 201516) 17

Praktikum Analytische Chemie I (Wintersemester 201516)

1H NMR (200 MHz) (35996 - 35690) x 200 = 612 (35690 ndash 35384) x 200 = 612 (22351 ndash 21999) x 200 = 704 ( 21999 ndash 21651) x 200 = 696 (16823 ndash 16501) x 200 = 644 (16501 ndash 16171) x 200 = 660 (16171 ndash 15844) x 200 = 654 (15844 ndash 15507) x 200 = 674

357 t (J = 612 Hz) 220 t (J = 701 Hz) 162 quin (J = 658 Hz)

bull Entnahme von Kopplungskonstanten

ppm (t1) 0010203040

0

10000000

20000000

30000000

40000000

50000000

6000000035

996

35

690

35

384

33

182

22

351

21

999

21

651

16

823

16

501

16

171

15

844

15

507

13

223

11

163

10

812

10

461

03

163

00

191

19

2

09

7

20

0

20

2

90

0

01

2

00

7

00

191

18

Praktikum Analytische Chemie I (Wintersemester 201516)

Kopplungskonstanten

Wenn es ungesaumlttigte Bindungen gibt kann man

die Protonen in einer groumlszligeren Entfernung

bdquosehenldquo

Praktikum Analytische Chemie I (Wintersemester 201516) 19

Praktikum Analytische Chemie I (Wintersemester 201516)

H3C HC

H3C

O CH2

CH3

(35305 ndash 35105) x 300 = 6 Hz

(32473 ndash 32240) x 300 = 699 Hz

(11620 ndash 11386) x 300 = 702 Hz

(11203 ndash 11003) x 300 = 6 Hz

35005 q (6) 2 H connected to CH3

32007 sept (699) 1 H connected to CH6 ( 2xCH3 )

11503 d (702) 6 H connected to CH

11003 t (6) 3 H connected to CH2

δ = 32 35 lt=gt typische O-CHx Werte

Uumlbung 2Ermitteln Sie die Struktur

H3C HC

H3C

O CH2

CH3

20

H3C HC

H3C

O CH2

CH3

Praktikum Analytische Chemie I (Wintersemester 201516)

CH C

Br

Br

H

H

H

δ = 555

CH

α

β

γ

frac12 frac12

frac12 frac12 frac12

frac12

frac12 frac12 frac12 frac12 frac12 frac12

frac12 frac12

frac12 frac14 frac14

18 38 38 18

JA-B

JA-B JA-B

JA-B JA-B JA-B

Aber hier waren alle

Kopplungskonstanten gleich

Quartett

1 3 3 1

Strichdiagramm coupling diagram splitting diagram bar diagramhellip

6 Strichdiagramme

J=75Hz

Unpraktisch

Praktikum Analytische Chemie I (Wintersemester 201516) 21

Praktikum Analytische Chemie I (Wintersemester 201516)

Strichdiagramme

CH C

HC

Br

H

H

H

HOOH

δ = 550

JA-B

JA-B JA-B

JA-B JA-B JA-B

JA-c JA-c JA-c JA-c

8 Peaks aber kein Oktett

Doppelquartett qd

Praktikum Analytische Chemie I (Wintersemester 201516) 22

Praktikum Analytische Chemie I (Wintersemester 201516)

Strichdiagrammen

JA plusmn 18 Hz

JB plusmn 9 Hz

JC plusmn 3Hz

Praktikum Analytische Chemie I (Wintersemester 201516) 23

Praktikum Analytische Chemie I (Wintersemester 201516)

Uumlbung 3 Welches Signal gehoumlrt zu welchem Proton

Cl

HO

H a

H b

H cCl

24

Praktikum Analytische Chemie I (Wintersemester 201516)

8 Hz

8 Hz 8 Hz

8 Hz 8 Hz

2 Hz 2 Hz 2 Hz 2 Hz

Cl

HO

H a

H b

H cCl

8 Hz

8 Hz

725

ppm

2 Hz

Hb Hc Ha

t

dd dd

25

Uumlbung 3 Welches Signal gehoumlrt zu welchem Proton

Praktikum Analytische Chemie I (Wintersemester 201516)

Uumlbung 4 Erstellen Sie das Strichdiagramm von H1 und H2

und berechnen Sie die Kopplungskonstanten

26

1H NMR (400 MHz) H1 95501 95299

H2 60601 60798 61021 61213

(95501 ndash 95299) x 400 = 808 Hz

1 Dublett bestimmen (Mittelpunkt) (60798 ndash 60601)2+60601 = 606995 (61213 ndash 61021)2+61021 = 61117

(61117ndash 606995) x 400 = 1670 Hz

2 Dublett bestimmen (60798 ndash 60601) x 400 =788 (61213 ndash 61021) x 400 =768

H2 609 dd (3J = 1670 Hz 3J = 778 Hz) H1 954 d (3J = 808 Hz)

Praktikum Analytische Chemie I (Wintersemester 201516)

Spektren 1 Ordnung Δν sehr viel groumlszliger als Kopplungskonstante J [ΔνJ gt 7]

Multiplizitaumlt M= N+1 (gilt fuumlr Kerne mit I= frac12)

Vorliegen eines Spektrums houmlherer Ordnung bei starker Kopplung

Faustregel [ΔνJ lt 7]

7 Spektrenordnung

J J

J J

J J

J J

Dacheffekt

Dacheffekt roof effect

Cl

HO

H a

H b

H cCl

Hb Hc Ha

27

Praktikum Analytische Chemie I (Wintersemester 201516)

Was kann ich gegen houmlhere Ordnung machen

bull Kopplungskonstanten sind konstant

bull Chemische Verschiebung sind proportional zur Messfrequenz

Ein Geraumlt mit besserer Aufloumlsung (staumlrkeres Magnetfeld) nutzen

J = Δδ middot ν0 Δδ = J ν0

Bsp Kopplung Hb und Hc

δ (Hb)=7250 ppm

δ (Hc)=7105 ppm

J = 8 Hz

ν0 = 90 MHz Δν= Δδ ν0 =0145 ppm 90MHz =1305 Hz

Praktikum Analytische Chemie I (Wintersemester 201314)

Hb Hc Ha

Cl

HO

H a

H b

H cCl

Δδ=0145ppm

ν0 = 600 MHz Δν= Δδ ν0 =0145 ppm 600MHz =8700 Hz

[ΔνJ =19]

[ΔνJ = 109]

[ΔνJ lt 7] Spektrum houmlherer Ordnung

28

Praktikum Analytische Chemie I (Wintersemester 201516)

Uumlbung 5 Die Struktur einer Verbindung mit der Summenformel C6H7N ist zu erarbeiten Aufgenommen wurde ein 400 MHz Spektrum Alle Kopplungskonstanten und Signale sind zu entnehmen bzw zuzuordnen

29

Praktikum Analytische Chemie I (Wintersemester 201516)

Uumlbung 5 Die Struktur einer Verbindung mit der Summenformel C6H7N ist zu erarbeiten Aufgenommen wurde ein 400 Mhz Spektrum Alle Kopplungskonstanten und Signale sind zu entnehmen bzw zuzuordnen

DBE Double Bond Equivalent DBE = (2a + 2 - b + c ) 2

CaHbOxNc DBE C6H7N = (2 x 6 + 2 - 7 + 1)2 = 4

H2N or

N

CH3

Aus der Summenformel kann ein

Methyl-pyridin abgeleitet werden

(C5H4N-CH3)

CH2 Singulett zwischen

45 und 65ppm

Praktikum Analytische Chemie I (Wintersemester 201516) 30

Praktikum Analytische Chemie I (Wintersemester 201516)

ppm Multiplett J in Hz Zuordnung

844 bdquosldquo (nicht aufgeloumlstes

m)

H-2

841 bdquodldquo (nicht aufgeloumlstes

m)

J = 56 (= 3J56) H-6

747 d J = 76 (= 3J45) H-4

725 Chloroform

717 dd J1 = 72 (= 3J54)

J2 = 56 (= 3J56)

H-5

268 s CH3-Pyr

H

CH3

N H

H

H

2

34

5

6

Uumlbung 5 Die Struktur einer Verbindung mit der Summenformel C6H7N ist zu erarbeiten Aufgenommen wurde ein 400 Mhz Spektrum Alle Kopplungskonstanten und Signale sind zu entnehmen bzw zuzuordnen

Singulett

Dublett Dublett

Doppeldublett

Im Bereich bei 84 ppm sind 2

Signale vorhanden Position 2 und 6

sind mit H besetzt

Praktikum Analytische Chemie I (Wintersemester 201516) 31

Praktikum Analytische Chemie I (Wintersemester 201516)

Uumlbung 6 Eine Verbindung der Summenformel C6H10O2 zeigt ein UV-Spektrum bei 205nm Aus dem IR-Spektrum koumlnnen eine Esterfunktion und Doppelbindungssignale entnommen werden Das 250 MHz Spektrum der Verbiundung liegt vor Ordnen Sie alle Signale zu und bestimmen Sie die Konfiguration der Doppelbindung Weiterhin ist auch das 13C Spektrum gegeben Hier sind alle Signale zuzuordnen

Signallage in ppm Relative Intensitaumlt

16747 224

13672 368

125 1000

6066 776

1833 612

1426 612

5840 5848

5858 5832

Praktikum Analytische Chemie I (Wintersemester 201516) 32

Praktikum Analytische Chemie I (Wintersemester 201516)

Signallage in ppm Relative Intensitaumlt

16747 224

13672 368

125 1000

6066 776

1833 612

1426 612

DBE = (6 x 2 + 2 ndash 10) 2 = 2 Ester + 1 Doppelbindung

13C 167 = Ester

60 = O ndash R

136 und 125 = C=C

18 und 14 = terminale CH3

5840 5848

5858 5832

Praktikum Analytische Chemie I (Wintersemester 201516) 33

Praktikum Analytische Chemie I (Wintersemester 201516)

DBE = (6 x 2 + 2 ndash 10) 2 = 2 Ester + 1 Doppelbindung

13C 167 = Ester

60 = O ndash R

136 und 125 = C=C

18 und 14 = terminale CH3

(130 ndash 127) x 250 = 75 3H 127 t (75) (188 ndash 187) x 250 = 25 3H 186 dd (75 25) (188 ndash 185) x 250 = 75 (421 ndash 418) x 250 = 75 2H 416 q (75) (5858 ndash 5848) x 250 = 25 1H 581 dq (25 ) (703 ndash 700) x 250 = 75 1H 695 dq (175 75) (700 ndash 693) x 250 = 175

O-CH2-CH3

l

C=O

l

5840 5848

5858 5832

Praktikum Analytische Chemie I (Wintersemester 201516) 34

Praktikum Analytische Chemie I (Wintersemester 201516)

DBE = (6 x 2 + 2 ndash 10) 2 = 2 Ester + 1 Doppelbindung

13C 167 = Ester

60 = O ndash R

136 und 125 = C=C

18 und 14 = terminale CH3

(130 ndash 127) x 250 = 75 3H 127 t (75) (188 ndash 187) x 250 = 25 3H 186 dd (75 25) (188 ndash 185) x 250 = 75 (421 ndash 418) x 250 = 75 2H 416 q (75) (5858 ndash 5848) x 250 = 25 1H 581 dq (25 ) (703 ndash 700) x 250 = 75 1H 695 dq (175 75) (700 ndash 693) x 250 = 175

O-CH2-CH3

l

C=O

l

C=C-CH3

H H E oder Z

5840 5848

5858 5832

Praktikum Analytische Chemie I (Wintersemester 201516)

1 2

3

4 5 6

1 2 2

1

6

6

5 5

4 4

35

Praktikum Analytische Chemie I (Wintersemester 201516)

UV Grundchromophor Enon Berechnung (Woodward-Regeln) Grundwert 193 nm (X = OR) -Alkyl 12 nm Gesamt 205 nm (experimentell 205 nm)

C C C OH

CH3 H OR

ppm rel Int Multiplett J in Hz Zuordnung

695 1 dq

tlw uumlberlagert

J1 = 175 ( 3Jtrans-Alken)

J2 = 65 ( 3J3)

trans-CH3-CH=CH-

581 1 dq J1 = ( 3Jtrans-Alken) 175

J2 = 25 ( 4J3+1)

trans-CH3-CH=CH-

416 2 q J = 75 ( 3J3) O-CH2-(CH3)

186 3 dd J1 = 75 ( 3J3)

J2 = 25 ( 4J3+1)

CH3-CH=CH-

127 3 t J = 75 ( 3J3) CH3-(CH2-)

Strichdiagramm zur Ermittlung der beiden Kopplungskonstanten zum Signal bei 695 ppm

697

696

694

693

703

700

688

691

J1

J2 J2 J2 J2 J2 J2

= 695

OCH2

O

H

H

CH3

695 (dq)

581 (dq)186 (dd)

CH3

417 (q)

127 (t)

Praktikum Analytische Chemie I (Wintersemester 201516) 36

Praktikum Analytische Chemie I (Wintersemester 201516)

Uumlbung 7 Ermitteln Sie aus dem 1H-NMR-Spektrum das Molverhaumlltnis der tautomeren Keto-Enol-Form von Acetylaceton

bullSignalauswahl

Keto-Isomer 36 ppm (IKeto = 4) NKeto = 2

Enol-Isomer 55 ppm (IEnol = 113) NEnol = 1

0415)1655(1001

9684)1655(100655

1

655

14

2311

NI

NI

NI

NI

n

n

Keto

Enol

EnolKeto

KetoEnol

KetoKeto

EnolEnol

Keto

Enol

Praktikum Analytische Chemie I (Wintersemester 201516)

Integral

37

Praktikum Analytische Chemie I (Wintersemester 201516)

δ groszlig tiefes Feld (hohe Frequenz) geringe Abschirmung

δ klein hohes Feld (niedrige Frequenz)

starke Abschirmung

Beispiele

Elektronische Dichte

Abschirmung = shielding Entschirmung = deshielding

CH3-X CH3F CH3Cl CH3Br CH3I CH3H

δ (ppm) 426 340 268 216 023

Low field High field

Praktikum Analytische Chemie I (Wintersemester 201516) 6

Praktikum Analytische Chemie I (Wintersemester 201516)

Elektronische Dichte

Elektronische Dichte

des Kohlenstoffes

72 1317

72 1317

65 1168

65 1168

1588

69 1278

OH

Mesomerie Phenol

OH OH

OHOH

Benzenol

Die Ortho Position ist bdquondash ndashldquo geladen

Die Para Position ist bdquondashldquo geladen

Die Meta Position ist unbeeinflusst

Praktikum Analytische Chemie I (Wintersemester 201516)

Phenol

9

Praktikum Analytische Chemie I (Wintersemester 201516)

3 Symmetrieuumlberlegungen

bull Homotope Kerne besitzen eine Cn Achse

Chemisch aumlquivalent (eine chemische Verschiebung)

bull Enantiotope Kerne haben nur eine Spiegelebene oder ein Inversionszentrum

Nur in achiraler Umgebung chemisch aumlquivalent

bull Diastereotope Kerne

Koumlnnen nicht durch eine Symmetrieoperation

ausgetauscht werden Es gibt verschiedene chemische Verschiebungen

Praktikum Analytische Chemie I (Wintersemester 201516) 10

Praktikum Analytische Chemie I (Wintersemester 201516)

4 Multiplizitaumlt und Kopplungsmuster

bull Feinstruktur in der NMR als Wechselwirkung mit Nachbarkernen mit magnetischem

Moment

bull Homo- und heteronukleare Kopplungen sind bekannt

bull Groumlszlige der Kopplung wird durch die Kopplungskonstante J[Hz] bestimmt

bull Die Kopplungskonstante bei Proton-Proton Kopplung liegt bei 0-20 Hz absolut

bull Man unterscheidet die direkte geminale vicinale und long range Kopplung

Praktikum Analytische Chemie I (Wintersemester 201516) 11

Praktikum Analytische Chemie I (Wintersemester 201516)

J=75Hz

12

Praktikum Analytische Chemie I (Wintersemester 201516)

1 ( 0 ) Singlett s

1 1 Dublett d

1 2 1 Triplett t

1 3 3 1 Quartett q

1 4 6 4 1 Quintuplett quin

1 5 10 10 5 1 Sextett

1 6 15 20 15 6 1 Septett

1 7 21 35 35 21 7 1 Octett

1 8 28 56 70 56 28 8 1 Nonett

1 9 36 84 126 126 84 36 9 1

1 10 45 120 210 252 210 120 45 10 1

= 1

= 2

= 4

= 8

= 16

= 32

= 64

= 128

= 256

= 512

= 1024

v

Pascalsches Dreieck

Anzahl von aumlquivalenten benachbarten Spins

Multiplett

Anzahl der Peaks und ihre

relative Intensitaumlt

Praktikum Analytische Chemie I (Wintersemester 201516) 13

Praktikum Analytische Chemie I (Wintersemester 201516)

1 ( 0 )

1 1

1 2 1

1 3 3 1

1 4 6 4 1

1 5 10 10 5 1

1 6 15 20 15 6 1

1 7 21 35 35 21 7 1

1 8 28 56 70 56 28 8 1

1 9 36 84 126 126 84 36 9 1

1 10 45 120 210 252 210 120 45 10 1

Pascalsches Dreieck

Anzahl von aumlquivalenten benachbarten Spins

v

Anzahl der Peaks und ihre relative Intensitaumlt

CH CH3

Br

Br

v

CH3

Br

Praktikum Analytische Chemie I (Wintersemester 201516) 14

Praktikum Analytische Chemie I (Wintersemester 201516)

NO2

CH

H3C CH3

NO2

H2C

H2C

CH3

1-nitropropane2-nitropropane

Uumlbung 1 Entwickeln Sie zur vorliegenden Struktur das 1H- Spektrum

15

Praktikum Analytische Chemie I (Wintersemester 201516)

Septett Dublett Triplett Sextett Triplett

NO2

CH

H3C CH3

NO2

H2C

H2C

CH3

1-nitropropane2-nitropropane

KEINE KOPPLUNGEN FUumlR 13C SPEKTREN SIE SIND ENTKOPPELT 001 x 001 = 00001 = 1 10000

Intensitaumlt 3 aumlquivalenten H in 121 geteilt

2 aumlquivalenten H in 121 geteilt

2 aumlquivalenten H in 15101051 geteilt

16

Intensitaumlt 1 H in einen Septett geteilt 164 664 1564 2064 1564 664 164

Intensitaumlt 6 aumlquivalenten H in 2 geteilt

Uumlbung 1 Entwickeln Sie zur vorliegenden Struktur das 1H- Spektrum

Praktikum Analytische Chemie I (Wintersemester 201516)

5 Kopplungskonstanten

bull Berechnung der Kopplungskonstante J nach folgender Formel

bull Beschreibungsregel δ Multiplizitaumlt (J)

zB 305 t (825) = Triplett an 305ppm J = 825Hz

bull δ fuumlr ungerade Anzahl von Peaks der in der Mitte

δ fuumlr gerade Anzahl von Peaks der Mittelwert

J = Δδ middot ν0

Δδ ppm ν0 MHz =gt 10-6 x 106

Kopplungskonstanten coupling constants

Praktikum Analytische Chemie I (Wintersemester 201516) 17

Praktikum Analytische Chemie I (Wintersemester 201516)

1H NMR (200 MHz) (35996 - 35690) x 200 = 612 (35690 ndash 35384) x 200 = 612 (22351 ndash 21999) x 200 = 704 ( 21999 ndash 21651) x 200 = 696 (16823 ndash 16501) x 200 = 644 (16501 ndash 16171) x 200 = 660 (16171 ndash 15844) x 200 = 654 (15844 ndash 15507) x 200 = 674

357 t (J = 612 Hz) 220 t (J = 701 Hz) 162 quin (J = 658 Hz)

bull Entnahme von Kopplungskonstanten

ppm (t1) 0010203040

0

10000000

20000000

30000000

40000000

50000000

6000000035

996

35

690

35

384

33

182

22

351

21

999

21

651

16

823

16

501

16

171

15

844

15

507

13

223

11

163

10

812

10

461

03

163

00

191

19

2

09

7

20

0

20

2

90

0

01

2

00

7

00

191

18

Praktikum Analytische Chemie I (Wintersemester 201516)

Kopplungskonstanten

Wenn es ungesaumlttigte Bindungen gibt kann man

die Protonen in einer groumlszligeren Entfernung

bdquosehenldquo

Praktikum Analytische Chemie I (Wintersemester 201516) 19

Praktikum Analytische Chemie I (Wintersemester 201516)

H3C HC

H3C

O CH2

CH3

(35305 ndash 35105) x 300 = 6 Hz

(32473 ndash 32240) x 300 = 699 Hz

(11620 ndash 11386) x 300 = 702 Hz

(11203 ndash 11003) x 300 = 6 Hz

35005 q (6) 2 H connected to CH3

32007 sept (699) 1 H connected to CH6 ( 2xCH3 )

11503 d (702) 6 H connected to CH

11003 t (6) 3 H connected to CH2

δ = 32 35 lt=gt typische O-CHx Werte

Uumlbung 2Ermitteln Sie die Struktur

H3C HC

H3C

O CH2

CH3

20

H3C HC

H3C

O CH2

CH3

Praktikum Analytische Chemie I (Wintersemester 201516)

CH C

Br

Br

H

H

H

δ = 555

CH

α

β

γ

frac12 frac12

frac12 frac12 frac12

frac12

frac12 frac12 frac12 frac12 frac12 frac12

frac12 frac12

frac12 frac14 frac14

18 38 38 18

JA-B

JA-B JA-B

JA-B JA-B JA-B

Aber hier waren alle

Kopplungskonstanten gleich

Quartett

1 3 3 1

Strichdiagramm coupling diagram splitting diagram bar diagramhellip

6 Strichdiagramme

J=75Hz

Unpraktisch

Praktikum Analytische Chemie I (Wintersemester 201516) 21

Praktikum Analytische Chemie I (Wintersemester 201516)

Strichdiagramme

CH C

HC

Br

H

H

H

HOOH

δ = 550

JA-B

JA-B JA-B

JA-B JA-B JA-B

JA-c JA-c JA-c JA-c

8 Peaks aber kein Oktett

Doppelquartett qd

Praktikum Analytische Chemie I (Wintersemester 201516) 22

Praktikum Analytische Chemie I (Wintersemester 201516)

Strichdiagrammen

JA plusmn 18 Hz

JB plusmn 9 Hz

JC plusmn 3Hz

Praktikum Analytische Chemie I (Wintersemester 201516) 23

Praktikum Analytische Chemie I (Wintersemester 201516)

Uumlbung 3 Welches Signal gehoumlrt zu welchem Proton

Cl

HO

H a

H b

H cCl

24

Praktikum Analytische Chemie I (Wintersemester 201516)

8 Hz

8 Hz 8 Hz

8 Hz 8 Hz

2 Hz 2 Hz 2 Hz 2 Hz

Cl

HO

H a

H b

H cCl

8 Hz

8 Hz

725

ppm

2 Hz

Hb Hc Ha

t

dd dd

25

Uumlbung 3 Welches Signal gehoumlrt zu welchem Proton

Praktikum Analytische Chemie I (Wintersemester 201516)

Uumlbung 4 Erstellen Sie das Strichdiagramm von H1 und H2

und berechnen Sie die Kopplungskonstanten

26

1H NMR (400 MHz) H1 95501 95299

H2 60601 60798 61021 61213

(95501 ndash 95299) x 400 = 808 Hz

1 Dublett bestimmen (Mittelpunkt) (60798 ndash 60601)2+60601 = 606995 (61213 ndash 61021)2+61021 = 61117

(61117ndash 606995) x 400 = 1670 Hz

2 Dublett bestimmen (60798 ndash 60601) x 400 =788 (61213 ndash 61021) x 400 =768

H2 609 dd (3J = 1670 Hz 3J = 778 Hz) H1 954 d (3J = 808 Hz)

Praktikum Analytische Chemie I (Wintersemester 201516)

Spektren 1 Ordnung Δν sehr viel groumlszliger als Kopplungskonstante J [ΔνJ gt 7]

Multiplizitaumlt M= N+1 (gilt fuumlr Kerne mit I= frac12)

Vorliegen eines Spektrums houmlherer Ordnung bei starker Kopplung

Faustregel [ΔνJ lt 7]

7 Spektrenordnung

J J

J J

J J

J J

Dacheffekt

Dacheffekt roof effect

Cl

HO

H a

H b

H cCl

Hb Hc Ha

27

Praktikum Analytische Chemie I (Wintersemester 201516)

Was kann ich gegen houmlhere Ordnung machen

bull Kopplungskonstanten sind konstant

bull Chemische Verschiebung sind proportional zur Messfrequenz

Ein Geraumlt mit besserer Aufloumlsung (staumlrkeres Magnetfeld) nutzen

J = Δδ middot ν0 Δδ = J ν0

Bsp Kopplung Hb und Hc

δ (Hb)=7250 ppm

δ (Hc)=7105 ppm

J = 8 Hz

ν0 = 90 MHz Δν= Δδ ν0 =0145 ppm 90MHz =1305 Hz

Praktikum Analytische Chemie I (Wintersemester 201314)

Hb Hc Ha

Cl

HO

H a

H b

H cCl

Δδ=0145ppm

ν0 = 600 MHz Δν= Δδ ν0 =0145 ppm 600MHz =8700 Hz

[ΔνJ =19]

[ΔνJ = 109]

[ΔνJ lt 7] Spektrum houmlherer Ordnung

28

Praktikum Analytische Chemie I (Wintersemester 201516)

Uumlbung 5 Die Struktur einer Verbindung mit der Summenformel C6H7N ist zu erarbeiten Aufgenommen wurde ein 400 MHz Spektrum Alle Kopplungskonstanten und Signale sind zu entnehmen bzw zuzuordnen

29

Praktikum Analytische Chemie I (Wintersemester 201516)

Uumlbung 5 Die Struktur einer Verbindung mit der Summenformel C6H7N ist zu erarbeiten Aufgenommen wurde ein 400 Mhz Spektrum Alle Kopplungskonstanten und Signale sind zu entnehmen bzw zuzuordnen

DBE Double Bond Equivalent DBE = (2a + 2 - b + c ) 2

CaHbOxNc DBE C6H7N = (2 x 6 + 2 - 7 + 1)2 = 4

H2N or

N

CH3

Aus der Summenformel kann ein

Methyl-pyridin abgeleitet werden

(C5H4N-CH3)

CH2 Singulett zwischen

45 und 65ppm

Praktikum Analytische Chemie I (Wintersemester 201516) 30

Praktikum Analytische Chemie I (Wintersemester 201516)

ppm Multiplett J in Hz Zuordnung

844 bdquosldquo (nicht aufgeloumlstes

m)

H-2

841 bdquodldquo (nicht aufgeloumlstes

m)

J = 56 (= 3J56) H-6

747 d J = 76 (= 3J45) H-4

725 Chloroform

717 dd J1 = 72 (= 3J54)

J2 = 56 (= 3J56)

H-5

268 s CH3-Pyr

H

CH3

N H

H

H

2

34

5

6

Uumlbung 5 Die Struktur einer Verbindung mit der Summenformel C6H7N ist zu erarbeiten Aufgenommen wurde ein 400 Mhz Spektrum Alle Kopplungskonstanten und Signale sind zu entnehmen bzw zuzuordnen

Singulett

Dublett Dublett

Doppeldublett

Im Bereich bei 84 ppm sind 2

Signale vorhanden Position 2 und 6

sind mit H besetzt

Praktikum Analytische Chemie I (Wintersemester 201516) 31

Praktikum Analytische Chemie I (Wintersemester 201516)

Uumlbung 6 Eine Verbindung der Summenformel C6H10O2 zeigt ein UV-Spektrum bei 205nm Aus dem IR-Spektrum koumlnnen eine Esterfunktion und Doppelbindungssignale entnommen werden Das 250 MHz Spektrum der Verbiundung liegt vor Ordnen Sie alle Signale zu und bestimmen Sie die Konfiguration der Doppelbindung Weiterhin ist auch das 13C Spektrum gegeben Hier sind alle Signale zuzuordnen

Signallage in ppm Relative Intensitaumlt

16747 224

13672 368

125 1000

6066 776

1833 612

1426 612

5840 5848

5858 5832

Praktikum Analytische Chemie I (Wintersemester 201516) 32

Praktikum Analytische Chemie I (Wintersemester 201516)

Signallage in ppm Relative Intensitaumlt

16747 224

13672 368

125 1000

6066 776

1833 612

1426 612

DBE = (6 x 2 + 2 ndash 10) 2 = 2 Ester + 1 Doppelbindung

13C 167 = Ester

60 = O ndash R

136 und 125 = C=C

18 und 14 = terminale CH3

5840 5848

5858 5832

Praktikum Analytische Chemie I (Wintersemester 201516) 33

Praktikum Analytische Chemie I (Wintersemester 201516)

DBE = (6 x 2 + 2 ndash 10) 2 = 2 Ester + 1 Doppelbindung

13C 167 = Ester

60 = O ndash R

136 und 125 = C=C

18 und 14 = terminale CH3

(130 ndash 127) x 250 = 75 3H 127 t (75) (188 ndash 187) x 250 = 25 3H 186 dd (75 25) (188 ndash 185) x 250 = 75 (421 ndash 418) x 250 = 75 2H 416 q (75) (5858 ndash 5848) x 250 = 25 1H 581 dq (25 ) (703 ndash 700) x 250 = 75 1H 695 dq (175 75) (700 ndash 693) x 250 = 175

O-CH2-CH3

l

C=O

l

5840 5848

5858 5832

Praktikum Analytische Chemie I (Wintersemester 201516) 34

Praktikum Analytische Chemie I (Wintersemester 201516)

DBE = (6 x 2 + 2 ndash 10) 2 = 2 Ester + 1 Doppelbindung

13C 167 = Ester

60 = O ndash R

136 und 125 = C=C

18 und 14 = terminale CH3

(130 ndash 127) x 250 = 75 3H 127 t (75) (188 ndash 187) x 250 = 25 3H 186 dd (75 25) (188 ndash 185) x 250 = 75 (421 ndash 418) x 250 = 75 2H 416 q (75) (5858 ndash 5848) x 250 = 25 1H 581 dq (25 ) (703 ndash 700) x 250 = 75 1H 695 dq (175 75) (700 ndash 693) x 250 = 175

O-CH2-CH3

l

C=O

l

C=C-CH3

H H E oder Z

5840 5848

5858 5832

Praktikum Analytische Chemie I (Wintersemester 201516)

1 2

3

4 5 6

1 2 2

1

6

6

5 5

4 4

35

Praktikum Analytische Chemie I (Wintersemester 201516)

UV Grundchromophor Enon Berechnung (Woodward-Regeln) Grundwert 193 nm (X = OR) -Alkyl 12 nm Gesamt 205 nm (experimentell 205 nm)

C C C OH

CH3 H OR

ppm rel Int Multiplett J in Hz Zuordnung

695 1 dq

tlw uumlberlagert

J1 = 175 ( 3Jtrans-Alken)

J2 = 65 ( 3J3)

trans-CH3-CH=CH-

581 1 dq J1 = ( 3Jtrans-Alken) 175

J2 = 25 ( 4J3+1)

trans-CH3-CH=CH-

416 2 q J = 75 ( 3J3) O-CH2-(CH3)

186 3 dd J1 = 75 ( 3J3)

J2 = 25 ( 4J3+1)

CH3-CH=CH-

127 3 t J = 75 ( 3J3) CH3-(CH2-)

Strichdiagramm zur Ermittlung der beiden Kopplungskonstanten zum Signal bei 695 ppm

697

696

694

693

703

700

688

691

J1

J2 J2 J2 J2 J2 J2

= 695

OCH2

O

H

H

CH3

695 (dq)

581 (dq)186 (dd)

CH3

417 (q)

127 (t)

Praktikum Analytische Chemie I (Wintersemester 201516) 36

Praktikum Analytische Chemie I (Wintersemester 201516)

Uumlbung 7 Ermitteln Sie aus dem 1H-NMR-Spektrum das Molverhaumlltnis der tautomeren Keto-Enol-Form von Acetylaceton

bullSignalauswahl

Keto-Isomer 36 ppm (IKeto = 4) NKeto = 2

Enol-Isomer 55 ppm (IEnol = 113) NEnol = 1

0415)1655(1001

9684)1655(100655

1

655

14

2311

NI

NI

NI

NI

n

n

Keto

Enol

EnolKeto

KetoEnol

KetoKeto

EnolEnol

Keto

Enol

Praktikum Analytische Chemie I (Wintersemester 201516)

Integral

37

Praktikum Analytische Chemie I (Wintersemester 201516)

Elektronische Dichte

Elektronische Dichte

des Kohlenstoffes

72 1317

72 1317

65 1168

65 1168

1588

69 1278

OH

Mesomerie Phenol

OH OH

OHOH

Benzenol

Die Ortho Position ist bdquondash ndashldquo geladen

Die Para Position ist bdquondashldquo geladen

Die Meta Position ist unbeeinflusst

Praktikum Analytische Chemie I (Wintersemester 201516)

Phenol

9

Praktikum Analytische Chemie I (Wintersemester 201516)

3 Symmetrieuumlberlegungen

bull Homotope Kerne besitzen eine Cn Achse

Chemisch aumlquivalent (eine chemische Verschiebung)

bull Enantiotope Kerne haben nur eine Spiegelebene oder ein Inversionszentrum

Nur in achiraler Umgebung chemisch aumlquivalent

bull Diastereotope Kerne

Koumlnnen nicht durch eine Symmetrieoperation

ausgetauscht werden Es gibt verschiedene chemische Verschiebungen

Praktikum Analytische Chemie I (Wintersemester 201516) 10

Praktikum Analytische Chemie I (Wintersemester 201516)

4 Multiplizitaumlt und Kopplungsmuster

bull Feinstruktur in der NMR als Wechselwirkung mit Nachbarkernen mit magnetischem

Moment

bull Homo- und heteronukleare Kopplungen sind bekannt

bull Groumlszlige der Kopplung wird durch die Kopplungskonstante J[Hz] bestimmt

bull Die Kopplungskonstante bei Proton-Proton Kopplung liegt bei 0-20 Hz absolut

bull Man unterscheidet die direkte geminale vicinale und long range Kopplung

Praktikum Analytische Chemie I (Wintersemester 201516) 11

Praktikum Analytische Chemie I (Wintersemester 201516)

J=75Hz

12

Praktikum Analytische Chemie I (Wintersemester 201516)

1 ( 0 ) Singlett s

1 1 Dublett d

1 2 1 Triplett t

1 3 3 1 Quartett q

1 4 6 4 1 Quintuplett quin

1 5 10 10 5 1 Sextett

1 6 15 20 15 6 1 Septett

1 7 21 35 35 21 7 1 Octett

1 8 28 56 70 56 28 8 1 Nonett

1 9 36 84 126 126 84 36 9 1

1 10 45 120 210 252 210 120 45 10 1

= 1

= 2

= 4

= 8

= 16

= 32

= 64

= 128

= 256

= 512

= 1024

v

Pascalsches Dreieck

Anzahl von aumlquivalenten benachbarten Spins

Multiplett

Anzahl der Peaks und ihre

relative Intensitaumlt

Praktikum Analytische Chemie I (Wintersemester 201516) 13

Praktikum Analytische Chemie I (Wintersemester 201516)

1 ( 0 )

1 1

1 2 1

1 3 3 1

1 4 6 4 1

1 5 10 10 5 1

1 6 15 20 15 6 1

1 7 21 35 35 21 7 1

1 8 28 56 70 56 28 8 1

1 9 36 84 126 126 84 36 9 1

1 10 45 120 210 252 210 120 45 10 1

Pascalsches Dreieck

Anzahl von aumlquivalenten benachbarten Spins

v

Anzahl der Peaks und ihre relative Intensitaumlt

CH CH3

Br

Br

v

CH3

Br

Praktikum Analytische Chemie I (Wintersemester 201516) 14

Praktikum Analytische Chemie I (Wintersemester 201516)

NO2

CH

H3C CH3

NO2

H2C

H2C

CH3

1-nitropropane2-nitropropane

Uumlbung 1 Entwickeln Sie zur vorliegenden Struktur das 1H- Spektrum

15

Praktikum Analytische Chemie I (Wintersemester 201516)

Septett Dublett Triplett Sextett Triplett

NO2

CH

H3C CH3

NO2

H2C

H2C

CH3

1-nitropropane2-nitropropane

KEINE KOPPLUNGEN FUumlR 13C SPEKTREN SIE SIND ENTKOPPELT 001 x 001 = 00001 = 1 10000

Intensitaumlt 3 aumlquivalenten H in 121 geteilt

2 aumlquivalenten H in 121 geteilt

2 aumlquivalenten H in 15101051 geteilt

16

Intensitaumlt 1 H in einen Septett geteilt 164 664 1564 2064 1564 664 164

Intensitaumlt 6 aumlquivalenten H in 2 geteilt

Uumlbung 1 Entwickeln Sie zur vorliegenden Struktur das 1H- Spektrum

Praktikum Analytische Chemie I (Wintersemester 201516)

5 Kopplungskonstanten

bull Berechnung der Kopplungskonstante J nach folgender Formel

bull Beschreibungsregel δ Multiplizitaumlt (J)

zB 305 t (825) = Triplett an 305ppm J = 825Hz

bull δ fuumlr ungerade Anzahl von Peaks der in der Mitte

δ fuumlr gerade Anzahl von Peaks der Mittelwert

J = Δδ middot ν0

Δδ ppm ν0 MHz =gt 10-6 x 106

Kopplungskonstanten coupling constants

Praktikum Analytische Chemie I (Wintersemester 201516) 17

Praktikum Analytische Chemie I (Wintersemester 201516)

1H NMR (200 MHz) (35996 - 35690) x 200 = 612 (35690 ndash 35384) x 200 = 612 (22351 ndash 21999) x 200 = 704 ( 21999 ndash 21651) x 200 = 696 (16823 ndash 16501) x 200 = 644 (16501 ndash 16171) x 200 = 660 (16171 ndash 15844) x 200 = 654 (15844 ndash 15507) x 200 = 674

357 t (J = 612 Hz) 220 t (J = 701 Hz) 162 quin (J = 658 Hz)

bull Entnahme von Kopplungskonstanten

ppm (t1) 0010203040

0

10000000

20000000

30000000

40000000

50000000

6000000035

996

35

690

35

384

33

182

22

351

21

999

21

651

16

823

16

501

16

171

15

844

15

507

13

223

11

163

10

812

10

461

03

163

00

191

19

2

09

7

20

0

20

2

90

0

01

2

00

7

00

191

18

Praktikum Analytische Chemie I (Wintersemester 201516)

Kopplungskonstanten

Wenn es ungesaumlttigte Bindungen gibt kann man

die Protonen in einer groumlszligeren Entfernung

bdquosehenldquo

Praktikum Analytische Chemie I (Wintersemester 201516) 19

Praktikum Analytische Chemie I (Wintersemester 201516)

H3C HC

H3C

O CH2

CH3

(35305 ndash 35105) x 300 = 6 Hz

(32473 ndash 32240) x 300 = 699 Hz

(11620 ndash 11386) x 300 = 702 Hz

(11203 ndash 11003) x 300 = 6 Hz

35005 q (6) 2 H connected to CH3

32007 sept (699) 1 H connected to CH6 ( 2xCH3 )

11503 d (702) 6 H connected to CH

11003 t (6) 3 H connected to CH2

δ = 32 35 lt=gt typische O-CHx Werte

Uumlbung 2Ermitteln Sie die Struktur

H3C HC

H3C

O CH2

CH3

20

H3C HC

H3C

O CH2

CH3

Praktikum Analytische Chemie I (Wintersemester 201516)

CH C

Br

Br

H

H

H

δ = 555

CH

α

β

γ

frac12 frac12

frac12 frac12 frac12

frac12

frac12 frac12 frac12 frac12 frac12 frac12

frac12 frac12

frac12 frac14 frac14

18 38 38 18

JA-B

JA-B JA-B

JA-B JA-B JA-B

Aber hier waren alle

Kopplungskonstanten gleich

Quartett

1 3 3 1

Strichdiagramm coupling diagram splitting diagram bar diagramhellip

6 Strichdiagramme

J=75Hz

Unpraktisch

Praktikum Analytische Chemie I (Wintersemester 201516) 21

Praktikum Analytische Chemie I (Wintersemester 201516)

Strichdiagramme

CH C

HC

Br

H

H

H

HOOH

δ = 550

JA-B

JA-B JA-B

JA-B JA-B JA-B

JA-c JA-c JA-c JA-c

8 Peaks aber kein Oktett

Doppelquartett qd

Praktikum Analytische Chemie I (Wintersemester 201516) 22

Praktikum Analytische Chemie I (Wintersemester 201516)

Strichdiagrammen

JA plusmn 18 Hz

JB plusmn 9 Hz

JC plusmn 3Hz

Praktikum Analytische Chemie I (Wintersemester 201516) 23

Praktikum Analytische Chemie I (Wintersemester 201516)

Uumlbung 3 Welches Signal gehoumlrt zu welchem Proton

Cl

HO

H a

H b

H cCl

24

Praktikum Analytische Chemie I (Wintersemester 201516)

8 Hz

8 Hz 8 Hz

8 Hz 8 Hz

2 Hz 2 Hz 2 Hz 2 Hz

Cl

HO

H a

H b

H cCl

8 Hz

8 Hz

725

ppm

2 Hz

Hb Hc Ha

t

dd dd

25

Uumlbung 3 Welches Signal gehoumlrt zu welchem Proton

Praktikum Analytische Chemie I (Wintersemester 201516)

Uumlbung 4 Erstellen Sie das Strichdiagramm von H1 und H2

und berechnen Sie die Kopplungskonstanten

26

1H NMR (400 MHz) H1 95501 95299

H2 60601 60798 61021 61213

(95501 ndash 95299) x 400 = 808 Hz

1 Dublett bestimmen (Mittelpunkt) (60798 ndash 60601)2+60601 = 606995 (61213 ndash 61021)2+61021 = 61117

(61117ndash 606995) x 400 = 1670 Hz

2 Dublett bestimmen (60798 ndash 60601) x 400 =788 (61213 ndash 61021) x 400 =768

H2 609 dd (3J = 1670 Hz 3J = 778 Hz) H1 954 d (3J = 808 Hz)

Praktikum Analytische Chemie I (Wintersemester 201516)

Spektren 1 Ordnung Δν sehr viel groumlszliger als Kopplungskonstante J [ΔνJ gt 7]

Multiplizitaumlt M= N+1 (gilt fuumlr Kerne mit I= frac12)

Vorliegen eines Spektrums houmlherer Ordnung bei starker Kopplung

Faustregel [ΔνJ lt 7]

7 Spektrenordnung

J J

J J

J J

J J

Dacheffekt

Dacheffekt roof effect

Cl

HO

H a

H b

H cCl

Hb Hc Ha

27

Praktikum Analytische Chemie I (Wintersemester 201516)

Was kann ich gegen houmlhere Ordnung machen

bull Kopplungskonstanten sind konstant

bull Chemische Verschiebung sind proportional zur Messfrequenz

Ein Geraumlt mit besserer Aufloumlsung (staumlrkeres Magnetfeld) nutzen

J = Δδ middot ν0 Δδ = J ν0

Bsp Kopplung Hb und Hc

δ (Hb)=7250 ppm

δ (Hc)=7105 ppm

J = 8 Hz

ν0 = 90 MHz Δν= Δδ ν0 =0145 ppm 90MHz =1305 Hz

Praktikum Analytische Chemie I (Wintersemester 201314)

Hb Hc Ha

Cl

HO

H a

H b

H cCl

Δδ=0145ppm

ν0 = 600 MHz Δν= Δδ ν0 =0145 ppm 600MHz =8700 Hz

[ΔνJ =19]

[ΔνJ = 109]

[ΔνJ lt 7] Spektrum houmlherer Ordnung

28

Praktikum Analytische Chemie I (Wintersemester 201516)

Uumlbung 5 Die Struktur einer Verbindung mit der Summenformel C6H7N ist zu erarbeiten Aufgenommen wurde ein 400 MHz Spektrum Alle Kopplungskonstanten und Signale sind zu entnehmen bzw zuzuordnen

29

Praktikum Analytische Chemie I (Wintersemester 201516)

Uumlbung 5 Die Struktur einer Verbindung mit der Summenformel C6H7N ist zu erarbeiten Aufgenommen wurde ein 400 Mhz Spektrum Alle Kopplungskonstanten und Signale sind zu entnehmen bzw zuzuordnen

DBE Double Bond Equivalent DBE = (2a + 2 - b + c ) 2

CaHbOxNc DBE C6H7N = (2 x 6 + 2 - 7 + 1)2 = 4

H2N or

N

CH3

Aus der Summenformel kann ein

Methyl-pyridin abgeleitet werden

(C5H4N-CH3)

CH2 Singulett zwischen

45 und 65ppm

Praktikum Analytische Chemie I (Wintersemester 201516) 30

Praktikum Analytische Chemie I (Wintersemester 201516)

ppm Multiplett J in Hz Zuordnung

844 bdquosldquo (nicht aufgeloumlstes

m)

H-2

841 bdquodldquo (nicht aufgeloumlstes

m)

J = 56 (= 3J56) H-6

747 d J = 76 (= 3J45) H-4

725 Chloroform

717 dd J1 = 72 (= 3J54)

J2 = 56 (= 3J56)

H-5

268 s CH3-Pyr

H

CH3

N H

H

H

2

34

5

6

Uumlbung 5 Die Struktur einer Verbindung mit der Summenformel C6H7N ist zu erarbeiten Aufgenommen wurde ein 400 Mhz Spektrum Alle Kopplungskonstanten und Signale sind zu entnehmen bzw zuzuordnen

Singulett

Dublett Dublett

Doppeldublett

Im Bereich bei 84 ppm sind 2

Signale vorhanden Position 2 und 6

sind mit H besetzt

Praktikum Analytische Chemie I (Wintersemester 201516) 31

Praktikum Analytische Chemie I (Wintersemester 201516)

Uumlbung 6 Eine Verbindung der Summenformel C6H10O2 zeigt ein UV-Spektrum bei 205nm Aus dem IR-Spektrum koumlnnen eine Esterfunktion und Doppelbindungssignale entnommen werden Das 250 MHz Spektrum der Verbiundung liegt vor Ordnen Sie alle Signale zu und bestimmen Sie die Konfiguration der Doppelbindung Weiterhin ist auch das 13C Spektrum gegeben Hier sind alle Signale zuzuordnen

Signallage in ppm Relative Intensitaumlt

16747 224

13672 368

125 1000

6066 776

1833 612

1426 612

5840 5848

5858 5832

Praktikum Analytische Chemie I (Wintersemester 201516) 32

Praktikum Analytische Chemie I (Wintersemester 201516)

Signallage in ppm Relative Intensitaumlt

16747 224

13672 368

125 1000

6066 776

1833 612

1426 612

DBE = (6 x 2 + 2 ndash 10) 2 = 2 Ester + 1 Doppelbindung

13C 167 = Ester

60 = O ndash R

136 und 125 = C=C

18 und 14 = terminale CH3

5840 5848

5858 5832

Praktikum Analytische Chemie I (Wintersemester 201516) 33

Praktikum Analytische Chemie I (Wintersemester 201516)

DBE = (6 x 2 + 2 ndash 10) 2 = 2 Ester + 1 Doppelbindung

13C 167 = Ester

60 = O ndash R

136 und 125 = C=C

18 und 14 = terminale CH3

(130 ndash 127) x 250 = 75 3H 127 t (75) (188 ndash 187) x 250 = 25 3H 186 dd (75 25) (188 ndash 185) x 250 = 75 (421 ndash 418) x 250 = 75 2H 416 q (75) (5858 ndash 5848) x 250 = 25 1H 581 dq (25 ) (703 ndash 700) x 250 = 75 1H 695 dq (175 75) (700 ndash 693) x 250 = 175

O-CH2-CH3

l

C=O

l

5840 5848

5858 5832

Praktikum Analytische Chemie I (Wintersemester 201516) 34

Praktikum Analytische Chemie I (Wintersemester 201516)

DBE = (6 x 2 + 2 ndash 10) 2 = 2 Ester + 1 Doppelbindung

13C 167 = Ester

60 = O ndash R

136 und 125 = C=C

18 und 14 = terminale CH3

(130 ndash 127) x 250 = 75 3H 127 t (75) (188 ndash 187) x 250 = 25 3H 186 dd (75 25) (188 ndash 185) x 250 = 75 (421 ndash 418) x 250 = 75 2H 416 q (75) (5858 ndash 5848) x 250 = 25 1H 581 dq (25 ) (703 ndash 700) x 250 = 75 1H 695 dq (175 75) (700 ndash 693) x 250 = 175

O-CH2-CH3

l

C=O

l

C=C-CH3

H H E oder Z

5840 5848

5858 5832

Praktikum Analytische Chemie I (Wintersemester 201516)

1 2

3

4 5 6

1 2 2

1

6

6

5 5

4 4

35

Praktikum Analytische Chemie I (Wintersemester 201516)

UV Grundchromophor Enon Berechnung (Woodward-Regeln) Grundwert 193 nm (X = OR) -Alkyl 12 nm Gesamt 205 nm (experimentell 205 nm)

C C C OH

CH3 H OR

ppm rel Int Multiplett J in Hz Zuordnung

695 1 dq

tlw uumlberlagert

J1 = 175 ( 3Jtrans-Alken)

J2 = 65 ( 3J3)

trans-CH3-CH=CH-

581 1 dq J1 = ( 3Jtrans-Alken) 175

J2 = 25 ( 4J3+1)

trans-CH3-CH=CH-

416 2 q J = 75 ( 3J3) O-CH2-(CH3)

186 3 dd J1 = 75 ( 3J3)

J2 = 25 ( 4J3+1)

CH3-CH=CH-

127 3 t J = 75 ( 3J3) CH3-(CH2-)

Strichdiagramm zur Ermittlung der beiden Kopplungskonstanten zum Signal bei 695 ppm

697

696

694

693

703

700

688

691

J1

J2 J2 J2 J2 J2 J2

= 695

OCH2

O

H

H

CH3

695 (dq)

581 (dq)186 (dd)

CH3

417 (q)

127 (t)

Praktikum Analytische Chemie I (Wintersemester 201516) 36

Praktikum Analytische Chemie I (Wintersemester 201516)

Uumlbung 7 Ermitteln Sie aus dem 1H-NMR-Spektrum das Molverhaumlltnis der tautomeren Keto-Enol-Form von Acetylaceton

bullSignalauswahl

Keto-Isomer 36 ppm (IKeto = 4) NKeto = 2

Enol-Isomer 55 ppm (IEnol = 113) NEnol = 1

0415)1655(1001

9684)1655(100655

1

655

14

2311

NI

NI

NI

NI

n

n

Keto

Enol

EnolKeto

KetoEnol

KetoKeto

EnolEnol

Keto

Enol

Praktikum Analytische Chemie I (Wintersemester 201516)

Integral

37

Praktikum Analytische Chemie I (Wintersemester 201516)

3 Symmetrieuumlberlegungen

bull Homotope Kerne besitzen eine Cn Achse

Chemisch aumlquivalent (eine chemische Verschiebung)

bull Enantiotope Kerne haben nur eine Spiegelebene oder ein Inversionszentrum

Nur in achiraler Umgebung chemisch aumlquivalent

bull Diastereotope Kerne

Koumlnnen nicht durch eine Symmetrieoperation

ausgetauscht werden Es gibt verschiedene chemische Verschiebungen

Praktikum Analytische Chemie I (Wintersemester 201516) 10

Praktikum Analytische Chemie I (Wintersemester 201516)

4 Multiplizitaumlt und Kopplungsmuster

bull Feinstruktur in der NMR als Wechselwirkung mit Nachbarkernen mit magnetischem

Moment

bull Homo- und heteronukleare Kopplungen sind bekannt

bull Groumlszlige der Kopplung wird durch die Kopplungskonstante J[Hz] bestimmt

bull Die Kopplungskonstante bei Proton-Proton Kopplung liegt bei 0-20 Hz absolut

bull Man unterscheidet die direkte geminale vicinale und long range Kopplung

Praktikum Analytische Chemie I (Wintersemester 201516) 11

Praktikum Analytische Chemie I (Wintersemester 201516)

J=75Hz

12

Praktikum Analytische Chemie I (Wintersemester 201516)

1 ( 0 ) Singlett s

1 1 Dublett d

1 2 1 Triplett t

1 3 3 1 Quartett q

1 4 6 4 1 Quintuplett quin

1 5 10 10 5 1 Sextett

1 6 15 20 15 6 1 Septett

1 7 21 35 35 21 7 1 Octett

1 8 28 56 70 56 28 8 1 Nonett

1 9 36 84 126 126 84 36 9 1

1 10 45 120 210 252 210 120 45 10 1

= 1

= 2

= 4

= 8

= 16

= 32

= 64

= 128

= 256

= 512

= 1024

v

Pascalsches Dreieck

Anzahl von aumlquivalenten benachbarten Spins

Multiplett

Anzahl der Peaks und ihre

relative Intensitaumlt

Praktikum Analytische Chemie I (Wintersemester 201516) 13

Praktikum Analytische Chemie I (Wintersemester 201516)

1 ( 0 )

1 1

1 2 1

1 3 3 1

1 4 6 4 1

1 5 10 10 5 1

1 6 15 20 15 6 1

1 7 21 35 35 21 7 1

1 8 28 56 70 56 28 8 1

1 9 36 84 126 126 84 36 9 1

1 10 45 120 210 252 210 120 45 10 1

Pascalsches Dreieck

Anzahl von aumlquivalenten benachbarten Spins

v

Anzahl der Peaks und ihre relative Intensitaumlt

CH CH3

Br

Br

v

CH3

Br

Praktikum Analytische Chemie I (Wintersemester 201516) 14

Praktikum Analytische Chemie I (Wintersemester 201516)

NO2

CH

H3C CH3

NO2

H2C

H2C

CH3

1-nitropropane2-nitropropane

Uumlbung 1 Entwickeln Sie zur vorliegenden Struktur das 1H- Spektrum

15

Praktikum Analytische Chemie I (Wintersemester 201516)

Septett Dublett Triplett Sextett Triplett

NO2

CH

H3C CH3

NO2

H2C

H2C

CH3

1-nitropropane2-nitropropane

KEINE KOPPLUNGEN FUumlR 13C SPEKTREN SIE SIND ENTKOPPELT 001 x 001 = 00001 = 1 10000

Intensitaumlt 3 aumlquivalenten H in 121 geteilt

2 aumlquivalenten H in 121 geteilt

2 aumlquivalenten H in 15101051 geteilt

16

Intensitaumlt 1 H in einen Septett geteilt 164 664 1564 2064 1564 664 164

Intensitaumlt 6 aumlquivalenten H in 2 geteilt

Uumlbung 1 Entwickeln Sie zur vorliegenden Struktur das 1H- Spektrum

Praktikum Analytische Chemie I (Wintersemester 201516)

5 Kopplungskonstanten

bull Berechnung der Kopplungskonstante J nach folgender Formel

bull Beschreibungsregel δ Multiplizitaumlt (J)

zB 305 t (825) = Triplett an 305ppm J = 825Hz

bull δ fuumlr ungerade Anzahl von Peaks der in der Mitte

δ fuumlr gerade Anzahl von Peaks der Mittelwert

J = Δδ middot ν0

Δδ ppm ν0 MHz =gt 10-6 x 106

Kopplungskonstanten coupling constants

Praktikum Analytische Chemie I (Wintersemester 201516) 17

Praktikum Analytische Chemie I (Wintersemester 201516)

1H NMR (200 MHz) (35996 - 35690) x 200 = 612 (35690 ndash 35384) x 200 = 612 (22351 ndash 21999) x 200 = 704 ( 21999 ndash 21651) x 200 = 696 (16823 ndash 16501) x 200 = 644 (16501 ndash 16171) x 200 = 660 (16171 ndash 15844) x 200 = 654 (15844 ndash 15507) x 200 = 674

357 t (J = 612 Hz) 220 t (J = 701 Hz) 162 quin (J = 658 Hz)

bull Entnahme von Kopplungskonstanten

ppm (t1) 0010203040

0

10000000

20000000

30000000

40000000

50000000

6000000035

996

35

690

35

384

33

182

22

351

21

999

21

651

16

823

16

501

16

171

15

844

15

507

13

223

11

163

10

812

10

461

03

163

00

191

19

2

09

7

20

0

20

2

90

0

01

2

00

7

00

191

18

Praktikum Analytische Chemie I (Wintersemester 201516)

Kopplungskonstanten

Wenn es ungesaumlttigte Bindungen gibt kann man

die Protonen in einer groumlszligeren Entfernung

bdquosehenldquo

Praktikum Analytische Chemie I (Wintersemester 201516) 19

Praktikum Analytische Chemie I (Wintersemester 201516)

H3C HC

H3C

O CH2

CH3

(35305 ndash 35105) x 300 = 6 Hz

(32473 ndash 32240) x 300 = 699 Hz

(11620 ndash 11386) x 300 = 702 Hz

(11203 ndash 11003) x 300 = 6 Hz

35005 q (6) 2 H connected to CH3

32007 sept (699) 1 H connected to CH6 ( 2xCH3 )

11503 d (702) 6 H connected to CH

11003 t (6) 3 H connected to CH2

δ = 32 35 lt=gt typische O-CHx Werte

Uumlbung 2Ermitteln Sie die Struktur

H3C HC

H3C

O CH2

CH3

20

H3C HC

H3C

O CH2

CH3

Praktikum Analytische Chemie I (Wintersemester 201516)

CH C

Br

Br

H

H

H

δ = 555

CH

α

β

γ

frac12 frac12

frac12 frac12 frac12

frac12

frac12 frac12 frac12 frac12 frac12 frac12

frac12 frac12

frac12 frac14 frac14

18 38 38 18

JA-B

JA-B JA-B

JA-B JA-B JA-B

Aber hier waren alle

Kopplungskonstanten gleich

Quartett

1 3 3 1

Strichdiagramm coupling diagram splitting diagram bar diagramhellip

6 Strichdiagramme

J=75Hz

Unpraktisch

Praktikum Analytische Chemie I (Wintersemester 201516) 21

Praktikum Analytische Chemie I (Wintersemester 201516)

Strichdiagramme

CH C

HC

Br

H

H

H

HOOH

δ = 550

JA-B

JA-B JA-B

JA-B JA-B JA-B

JA-c JA-c JA-c JA-c

8 Peaks aber kein Oktett

Doppelquartett qd

Praktikum Analytische Chemie I (Wintersemester 201516) 22

Praktikum Analytische Chemie I (Wintersemester 201516)

Strichdiagrammen

JA plusmn 18 Hz

JB plusmn 9 Hz

JC plusmn 3Hz

Praktikum Analytische Chemie I (Wintersemester 201516) 23

Praktikum Analytische Chemie I (Wintersemester 201516)

Uumlbung 3 Welches Signal gehoumlrt zu welchem Proton

Cl

HO

H a

H b

H cCl

24

Praktikum Analytische Chemie I (Wintersemester 201516)

8 Hz

8 Hz 8 Hz

8 Hz 8 Hz

2 Hz 2 Hz 2 Hz 2 Hz

Cl

HO

H a

H b

H cCl

8 Hz

8 Hz

725

ppm

2 Hz

Hb Hc Ha

t

dd dd

25

Uumlbung 3 Welches Signal gehoumlrt zu welchem Proton

Praktikum Analytische Chemie I (Wintersemester 201516)

Uumlbung 4 Erstellen Sie das Strichdiagramm von H1 und H2

und berechnen Sie die Kopplungskonstanten

26

1H NMR (400 MHz) H1 95501 95299

H2 60601 60798 61021 61213

(95501 ndash 95299) x 400 = 808 Hz

1 Dublett bestimmen (Mittelpunkt) (60798 ndash 60601)2+60601 = 606995 (61213 ndash 61021)2+61021 = 61117

(61117ndash 606995) x 400 = 1670 Hz

2 Dublett bestimmen (60798 ndash 60601) x 400 =788 (61213 ndash 61021) x 400 =768

H2 609 dd (3J = 1670 Hz 3J = 778 Hz) H1 954 d (3J = 808 Hz)

Praktikum Analytische Chemie I (Wintersemester 201516)

Spektren 1 Ordnung Δν sehr viel groumlszliger als Kopplungskonstante J [ΔνJ gt 7]

Multiplizitaumlt M= N+1 (gilt fuumlr Kerne mit I= frac12)

Vorliegen eines Spektrums houmlherer Ordnung bei starker Kopplung

Faustregel [ΔνJ lt 7]

7 Spektrenordnung

J J

J J

J J

J J

Dacheffekt

Dacheffekt roof effect

Cl

HO

H a

H b

H cCl

Hb Hc Ha

27

Praktikum Analytische Chemie I (Wintersemester 201516)

Was kann ich gegen houmlhere Ordnung machen

bull Kopplungskonstanten sind konstant

bull Chemische Verschiebung sind proportional zur Messfrequenz

Ein Geraumlt mit besserer Aufloumlsung (staumlrkeres Magnetfeld) nutzen

J = Δδ middot ν0 Δδ = J ν0

Bsp Kopplung Hb und Hc

δ (Hb)=7250 ppm

δ (Hc)=7105 ppm

J = 8 Hz

ν0 = 90 MHz Δν= Δδ ν0 =0145 ppm 90MHz =1305 Hz

Praktikum Analytische Chemie I (Wintersemester 201314)

Hb Hc Ha

Cl

HO

H a

H b

H cCl

Δδ=0145ppm

ν0 = 600 MHz Δν= Δδ ν0 =0145 ppm 600MHz =8700 Hz

[ΔνJ =19]

[ΔνJ = 109]

[ΔνJ lt 7] Spektrum houmlherer Ordnung

28

Praktikum Analytische Chemie I (Wintersemester 201516)

Uumlbung 5 Die Struktur einer Verbindung mit der Summenformel C6H7N ist zu erarbeiten Aufgenommen wurde ein 400 MHz Spektrum Alle Kopplungskonstanten und Signale sind zu entnehmen bzw zuzuordnen

29

Praktikum Analytische Chemie I (Wintersemester 201516)

Uumlbung 5 Die Struktur einer Verbindung mit der Summenformel C6H7N ist zu erarbeiten Aufgenommen wurde ein 400 Mhz Spektrum Alle Kopplungskonstanten und Signale sind zu entnehmen bzw zuzuordnen

DBE Double Bond Equivalent DBE = (2a + 2 - b + c ) 2

CaHbOxNc DBE C6H7N = (2 x 6 + 2 - 7 + 1)2 = 4

H2N or

N

CH3

Aus der Summenformel kann ein

Methyl-pyridin abgeleitet werden

(C5H4N-CH3)

CH2 Singulett zwischen

45 und 65ppm

Praktikum Analytische Chemie I (Wintersemester 201516) 30

Praktikum Analytische Chemie I (Wintersemester 201516)

ppm Multiplett J in Hz Zuordnung

844 bdquosldquo (nicht aufgeloumlstes

m)

H-2

841 bdquodldquo (nicht aufgeloumlstes

m)

J = 56 (= 3J56) H-6

747 d J = 76 (= 3J45) H-4

725 Chloroform

717 dd J1 = 72 (= 3J54)

J2 = 56 (= 3J56)

H-5

268 s CH3-Pyr

H

CH3

N H

H

H

2

34

5

6

Uumlbung 5 Die Struktur einer Verbindung mit der Summenformel C6H7N ist zu erarbeiten Aufgenommen wurde ein 400 Mhz Spektrum Alle Kopplungskonstanten und Signale sind zu entnehmen bzw zuzuordnen

Singulett

Dublett Dublett

Doppeldublett

Im Bereich bei 84 ppm sind 2

Signale vorhanden Position 2 und 6

sind mit H besetzt

Praktikum Analytische Chemie I (Wintersemester 201516) 31

Praktikum Analytische Chemie I (Wintersemester 201516)

Uumlbung 6 Eine Verbindung der Summenformel C6H10O2 zeigt ein UV-Spektrum bei 205nm Aus dem IR-Spektrum koumlnnen eine Esterfunktion und Doppelbindungssignale entnommen werden Das 250 MHz Spektrum der Verbiundung liegt vor Ordnen Sie alle Signale zu und bestimmen Sie die Konfiguration der Doppelbindung Weiterhin ist auch das 13C Spektrum gegeben Hier sind alle Signale zuzuordnen

Signallage in ppm Relative Intensitaumlt

16747 224

13672 368

125 1000

6066 776

1833 612

1426 612

5840 5848

5858 5832

Praktikum Analytische Chemie I (Wintersemester 201516) 32

Praktikum Analytische Chemie I (Wintersemester 201516)

Signallage in ppm Relative Intensitaumlt

16747 224

13672 368

125 1000

6066 776

1833 612

1426 612

DBE = (6 x 2 + 2 ndash 10) 2 = 2 Ester + 1 Doppelbindung

13C 167 = Ester

60 = O ndash R

136 und 125 = C=C

18 und 14 = terminale CH3

5840 5848

5858 5832

Praktikum Analytische Chemie I (Wintersemester 201516) 33

Praktikum Analytische Chemie I (Wintersemester 201516)

DBE = (6 x 2 + 2 ndash 10) 2 = 2 Ester + 1 Doppelbindung

13C 167 = Ester

60 = O ndash R

136 und 125 = C=C

18 und 14 = terminale CH3

(130 ndash 127) x 250 = 75 3H 127 t (75) (188 ndash 187) x 250 = 25 3H 186 dd (75 25) (188 ndash 185) x 250 = 75 (421 ndash 418) x 250 = 75 2H 416 q (75) (5858 ndash 5848) x 250 = 25 1H 581 dq (25 ) (703 ndash 700) x 250 = 75 1H 695 dq (175 75) (700 ndash 693) x 250 = 175

O-CH2-CH3

l

C=O

l

5840 5848

5858 5832

Praktikum Analytische Chemie I (Wintersemester 201516) 34

Praktikum Analytische Chemie I (Wintersemester 201516)

DBE = (6 x 2 + 2 ndash 10) 2 = 2 Ester + 1 Doppelbindung

13C 167 = Ester

60 = O ndash R

136 und 125 = C=C

18 und 14 = terminale CH3

(130 ndash 127) x 250 = 75 3H 127 t (75) (188 ndash 187) x 250 = 25 3H 186 dd (75 25) (188 ndash 185) x 250 = 75 (421 ndash 418) x 250 = 75 2H 416 q (75) (5858 ndash 5848) x 250 = 25 1H 581 dq (25 ) (703 ndash 700) x 250 = 75 1H 695 dq (175 75) (700 ndash 693) x 250 = 175

O-CH2-CH3

l

C=O

l

C=C-CH3

H H E oder Z

5840 5848

5858 5832

Praktikum Analytische Chemie I (Wintersemester 201516)

1 2

3

4 5 6

1 2 2

1

6

6

5 5

4 4

35

Praktikum Analytische Chemie I (Wintersemester 201516)

UV Grundchromophor Enon Berechnung (Woodward-Regeln) Grundwert 193 nm (X = OR) -Alkyl 12 nm Gesamt 205 nm (experimentell 205 nm)

C C C OH

CH3 H OR

ppm rel Int Multiplett J in Hz Zuordnung

695 1 dq

tlw uumlberlagert

J1 = 175 ( 3Jtrans-Alken)

J2 = 65 ( 3J3)

trans-CH3-CH=CH-

581 1 dq J1 = ( 3Jtrans-Alken) 175

J2 = 25 ( 4J3+1)

trans-CH3-CH=CH-

416 2 q J = 75 ( 3J3) O-CH2-(CH3)

186 3 dd J1 = 75 ( 3J3)

J2 = 25 ( 4J3+1)

CH3-CH=CH-

127 3 t J = 75 ( 3J3) CH3-(CH2-)

Strichdiagramm zur Ermittlung der beiden Kopplungskonstanten zum Signal bei 695 ppm

697

696

694

693

703

700

688

691

J1

J2 J2 J2 J2 J2 J2

= 695

OCH2

O

H

H

CH3

695 (dq)

581 (dq)186 (dd)

CH3

417 (q)

127 (t)

Praktikum Analytische Chemie I (Wintersemester 201516) 36

Praktikum Analytische Chemie I (Wintersemester 201516)

Uumlbung 7 Ermitteln Sie aus dem 1H-NMR-Spektrum das Molverhaumlltnis der tautomeren Keto-Enol-Form von Acetylaceton

bullSignalauswahl

Keto-Isomer 36 ppm (IKeto = 4) NKeto = 2

Enol-Isomer 55 ppm (IEnol = 113) NEnol = 1

0415)1655(1001

9684)1655(100655

1

655

14

2311

NI

NI

NI

NI

n

n

Keto

Enol

EnolKeto

KetoEnol

KetoKeto

EnolEnol

Keto

Enol

Praktikum Analytische Chemie I (Wintersemester 201516)

Integral

37

Praktikum Analytische Chemie I (Wintersemester 201516)

4 Multiplizitaumlt und Kopplungsmuster

bull Feinstruktur in der NMR als Wechselwirkung mit Nachbarkernen mit magnetischem

Moment

bull Homo- und heteronukleare Kopplungen sind bekannt

bull Groumlszlige der Kopplung wird durch die Kopplungskonstante J[Hz] bestimmt

bull Die Kopplungskonstante bei Proton-Proton Kopplung liegt bei 0-20 Hz absolut

bull Man unterscheidet die direkte geminale vicinale und long range Kopplung

Praktikum Analytische Chemie I (Wintersemester 201516) 11

Praktikum Analytische Chemie I (Wintersemester 201516)

J=75Hz

12

Praktikum Analytische Chemie I (Wintersemester 201516)

1 ( 0 ) Singlett s

1 1 Dublett d

1 2 1 Triplett t

1 3 3 1 Quartett q

1 4 6 4 1 Quintuplett quin

1 5 10 10 5 1 Sextett

1 6 15 20 15 6 1 Septett

1 7 21 35 35 21 7 1 Octett

1 8 28 56 70 56 28 8 1 Nonett

1 9 36 84 126 126 84 36 9 1

1 10 45 120 210 252 210 120 45 10 1

= 1

= 2

= 4

= 8

= 16

= 32

= 64

= 128

= 256

= 512

= 1024

v

Pascalsches Dreieck

Anzahl von aumlquivalenten benachbarten Spins

Multiplett

Anzahl der Peaks und ihre

relative Intensitaumlt

Praktikum Analytische Chemie I (Wintersemester 201516) 13

Praktikum Analytische Chemie I (Wintersemester 201516)

1 ( 0 )

1 1

1 2 1

1 3 3 1

1 4 6 4 1

1 5 10 10 5 1

1 6 15 20 15 6 1

1 7 21 35 35 21 7 1

1 8 28 56 70 56 28 8 1

1 9 36 84 126 126 84 36 9 1

1 10 45 120 210 252 210 120 45 10 1

Pascalsches Dreieck

Anzahl von aumlquivalenten benachbarten Spins

v

Anzahl der Peaks und ihre relative Intensitaumlt

CH CH3

Br

Br

v

CH3

Br

Praktikum Analytische Chemie I (Wintersemester 201516) 14

Praktikum Analytische Chemie I (Wintersemester 201516)

NO2

CH

H3C CH3

NO2

H2C

H2C

CH3

1-nitropropane2-nitropropane

Uumlbung 1 Entwickeln Sie zur vorliegenden Struktur das 1H- Spektrum

15

Praktikum Analytische Chemie I (Wintersemester 201516)

Septett Dublett Triplett Sextett Triplett

NO2

CH

H3C CH3

NO2

H2C

H2C

CH3

1-nitropropane2-nitropropane

KEINE KOPPLUNGEN FUumlR 13C SPEKTREN SIE SIND ENTKOPPELT 001 x 001 = 00001 = 1 10000

Intensitaumlt 3 aumlquivalenten H in 121 geteilt

2 aumlquivalenten H in 121 geteilt

2 aumlquivalenten H in 15101051 geteilt

16

Intensitaumlt 1 H in einen Septett geteilt 164 664 1564 2064 1564 664 164

Intensitaumlt 6 aumlquivalenten H in 2 geteilt

Uumlbung 1 Entwickeln Sie zur vorliegenden Struktur das 1H- Spektrum

Praktikum Analytische Chemie I (Wintersemester 201516)

5 Kopplungskonstanten

bull Berechnung der Kopplungskonstante J nach folgender Formel

bull Beschreibungsregel δ Multiplizitaumlt (J)

zB 305 t (825) = Triplett an 305ppm J = 825Hz

bull δ fuumlr ungerade Anzahl von Peaks der in der Mitte

δ fuumlr gerade Anzahl von Peaks der Mittelwert

J = Δδ middot ν0

Δδ ppm ν0 MHz =gt 10-6 x 106

Kopplungskonstanten coupling constants

Praktikum Analytische Chemie I (Wintersemester 201516) 17

Praktikum Analytische Chemie I (Wintersemester 201516)

1H NMR (200 MHz) (35996 - 35690) x 200 = 612 (35690 ndash 35384) x 200 = 612 (22351 ndash 21999) x 200 = 704 ( 21999 ndash 21651) x 200 = 696 (16823 ndash 16501) x 200 = 644 (16501 ndash 16171) x 200 = 660 (16171 ndash 15844) x 200 = 654 (15844 ndash 15507) x 200 = 674

357 t (J = 612 Hz) 220 t (J = 701 Hz) 162 quin (J = 658 Hz)

bull Entnahme von Kopplungskonstanten

ppm (t1) 0010203040

0

10000000

20000000

30000000

40000000

50000000

6000000035

996

35

690

35

384

33

182

22

351

21

999

21

651

16

823

16

501

16

171

15

844

15

507

13

223

11

163

10

812

10

461

03

163

00

191

19

2

09

7

20

0

20

2

90

0

01

2

00

7

00

191

18

Praktikum Analytische Chemie I (Wintersemester 201516)

Kopplungskonstanten

Wenn es ungesaumlttigte Bindungen gibt kann man

die Protonen in einer groumlszligeren Entfernung

bdquosehenldquo

Praktikum Analytische Chemie I (Wintersemester 201516) 19

Praktikum Analytische Chemie I (Wintersemester 201516)

H3C HC

H3C

O CH2

CH3

(35305 ndash 35105) x 300 = 6 Hz

(32473 ndash 32240) x 300 = 699 Hz

(11620 ndash 11386) x 300 = 702 Hz

(11203 ndash 11003) x 300 = 6 Hz

35005 q (6) 2 H connected to CH3

32007 sept (699) 1 H connected to CH6 ( 2xCH3 )

11503 d (702) 6 H connected to CH

11003 t (6) 3 H connected to CH2

δ = 32 35 lt=gt typische O-CHx Werte

Uumlbung 2Ermitteln Sie die Struktur

H3C HC

H3C

O CH2

CH3

20

H3C HC

H3C

O CH2

CH3

Praktikum Analytische Chemie I (Wintersemester 201516)

CH C

Br

Br

H

H

H

δ = 555

CH

α

β

γ

frac12 frac12

frac12 frac12 frac12

frac12

frac12 frac12 frac12 frac12 frac12 frac12

frac12 frac12

frac12 frac14 frac14

18 38 38 18

JA-B

JA-B JA-B

JA-B JA-B JA-B

Aber hier waren alle

Kopplungskonstanten gleich

Quartett

1 3 3 1

Strichdiagramm coupling diagram splitting diagram bar diagramhellip

6 Strichdiagramme

J=75Hz

Unpraktisch

Praktikum Analytische Chemie I (Wintersemester 201516) 21

Praktikum Analytische Chemie I (Wintersemester 201516)

Strichdiagramme

CH C

HC

Br

H

H

H

HOOH

δ = 550

JA-B

JA-B JA-B

JA-B JA-B JA-B

JA-c JA-c JA-c JA-c

8 Peaks aber kein Oktett

Doppelquartett qd

Praktikum Analytische Chemie I (Wintersemester 201516) 22

Praktikum Analytische Chemie I (Wintersemester 201516)

Strichdiagrammen

JA plusmn 18 Hz

JB plusmn 9 Hz

JC plusmn 3Hz

Praktikum Analytische Chemie I (Wintersemester 201516) 23

Praktikum Analytische Chemie I (Wintersemester 201516)

Uumlbung 3 Welches Signal gehoumlrt zu welchem Proton

Cl

HO

H a

H b

H cCl

24

Praktikum Analytische Chemie I (Wintersemester 201516)

8 Hz

8 Hz 8 Hz

8 Hz 8 Hz

2 Hz 2 Hz 2 Hz 2 Hz

Cl

HO

H a

H b

H cCl

8 Hz

8 Hz

725

ppm

2 Hz

Hb Hc Ha

t

dd dd

25

Uumlbung 3 Welches Signal gehoumlrt zu welchem Proton

Praktikum Analytische Chemie I (Wintersemester 201516)

Uumlbung 4 Erstellen Sie das Strichdiagramm von H1 und H2

und berechnen Sie die Kopplungskonstanten

26

1H NMR (400 MHz) H1 95501 95299

H2 60601 60798 61021 61213

(95501 ndash 95299) x 400 = 808 Hz

1 Dublett bestimmen (Mittelpunkt) (60798 ndash 60601)2+60601 = 606995 (61213 ndash 61021)2+61021 = 61117

(61117ndash 606995) x 400 = 1670 Hz

2 Dublett bestimmen (60798 ndash 60601) x 400 =788 (61213 ndash 61021) x 400 =768

H2 609 dd (3J = 1670 Hz 3J = 778 Hz) H1 954 d (3J = 808 Hz)

Praktikum Analytische Chemie I (Wintersemester 201516)

Spektren 1 Ordnung Δν sehr viel groumlszliger als Kopplungskonstante J [ΔνJ gt 7]

Multiplizitaumlt M= N+1 (gilt fuumlr Kerne mit I= frac12)

Vorliegen eines Spektrums houmlherer Ordnung bei starker Kopplung

Faustregel [ΔνJ lt 7]

7 Spektrenordnung

J J

J J

J J

J J

Dacheffekt

Dacheffekt roof effect

Cl

HO

H a

H b

H cCl

Hb Hc Ha

27

Praktikum Analytische Chemie I (Wintersemester 201516)

Was kann ich gegen houmlhere Ordnung machen

bull Kopplungskonstanten sind konstant

bull Chemische Verschiebung sind proportional zur Messfrequenz

Ein Geraumlt mit besserer Aufloumlsung (staumlrkeres Magnetfeld) nutzen

J = Δδ middot ν0 Δδ = J ν0

Bsp Kopplung Hb und Hc

δ (Hb)=7250 ppm

δ (Hc)=7105 ppm

J = 8 Hz

ν0 = 90 MHz Δν= Δδ ν0 =0145 ppm 90MHz =1305 Hz

Praktikum Analytische Chemie I (Wintersemester 201314)

Hb Hc Ha

Cl

HO

H a

H b

H cCl

Δδ=0145ppm

ν0 = 600 MHz Δν= Δδ ν0 =0145 ppm 600MHz =8700 Hz

[ΔνJ =19]

[ΔνJ = 109]

[ΔνJ lt 7] Spektrum houmlherer Ordnung

28

Praktikum Analytische Chemie I (Wintersemester 201516)

Uumlbung 5 Die Struktur einer Verbindung mit der Summenformel C6H7N ist zu erarbeiten Aufgenommen wurde ein 400 MHz Spektrum Alle Kopplungskonstanten und Signale sind zu entnehmen bzw zuzuordnen

29

Praktikum Analytische Chemie I (Wintersemester 201516)

Uumlbung 5 Die Struktur einer Verbindung mit der Summenformel C6H7N ist zu erarbeiten Aufgenommen wurde ein 400 Mhz Spektrum Alle Kopplungskonstanten und Signale sind zu entnehmen bzw zuzuordnen

DBE Double Bond Equivalent DBE = (2a + 2 - b + c ) 2

CaHbOxNc DBE C6H7N = (2 x 6 + 2 - 7 + 1)2 = 4

H2N or

N

CH3

Aus der Summenformel kann ein

Methyl-pyridin abgeleitet werden

(C5H4N-CH3)

CH2 Singulett zwischen

45 und 65ppm

Praktikum Analytische Chemie I (Wintersemester 201516) 30

Praktikum Analytische Chemie I (Wintersemester 201516)

ppm Multiplett J in Hz Zuordnung

844 bdquosldquo (nicht aufgeloumlstes

m)

H-2

841 bdquodldquo (nicht aufgeloumlstes

m)

J = 56 (= 3J56) H-6

747 d J = 76 (= 3J45) H-4

725 Chloroform

717 dd J1 = 72 (= 3J54)

J2 = 56 (= 3J56)

H-5

268 s CH3-Pyr

H

CH3

N H

H

H

2

34

5

6

Uumlbung 5 Die Struktur einer Verbindung mit der Summenformel C6H7N ist zu erarbeiten Aufgenommen wurde ein 400 Mhz Spektrum Alle Kopplungskonstanten und Signale sind zu entnehmen bzw zuzuordnen

Singulett

Dublett Dublett

Doppeldublett

Im Bereich bei 84 ppm sind 2

Signale vorhanden Position 2 und 6

sind mit H besetzt

Praktikum Analytische Chemie I (Wintersemester 201516) 31

Praktikum Analytische Chemie I (Wintersemester 201516)

Uumlbung 6 Eine Verbindung der Summenformel C6H10O2 zeigt ein UV-Spektrum bei 205nm Aus dem IR-Spektrum koumlnnen eine Esterfunktion und Doppelbindungssignale entnommen werden Das 250 MHz Spektrum der Verbiundung liegt vor Ordnen Sie alle Signale zu und bestimmen Sie die Konfiguration der Doppelbindung Weiterhin ist auch das 13C Spektrum gegeben Hier sind alle Signale zuzuordnen

Signallage in ppm Relative Intensitaumlt

16747 224

13672 368

125 1000

6066 776

1833 612

1426 612

5840 5848

5858 5832

Praktikum Analytische Chemie I (Wintersemester 201516) 32

Praktikum Analytische Chemie I (Wintersemester 201516)

Signallage in ppm Relative Intensitaumlt

16747 224

13672 368

125 1000

6066 776

1833 612

1426 612

DBE = (6 x 2 + 2 ndash 10) 2 = 2 Ester + 1 Doppelbindung

13C 167 = Ester

60 = O ndash R

136 und 125 = C=C

18 und 14 = terminale CH3

5840 5848

5858 5832

Praktikum Analytische Chemie I (Wintersemester 201516) 33

Praktikum Analytische Chemie I (Wintersemester 201516)

DBE = (6 x 2 + 2 ndash 10) 2 = 2 Ester + 1 Doppelbindung

13C 167 = Ester

60 = O ndash R

136 und 125 = C=C

18 und 14 = terminale CH3

(130 ndash 127) x 250 = 75 3H 127 t (75) (188 ndash 187) x 250 = 25 3H 186 dd (75 25) (188 ndash 185) x 250 = 75 (421 ndash 418) x 250 = 75 2H 416 q (75) (5858 ndash 5848) x 250 = 25 1H 581 dq (25 ) (703 ndash 700) x 250 = 75 1H 695 dq (175 75) (700 ndash 693) x 250 = 175

O-CH2-CH3

l

C=O

l

5840 5848

5858 5832

Praktikum Analytische Chemie I (Wintersemester 201516) 34

Praktikum Analytische Chemie I (Wintersemester 201516)

DBE = (6 x 2 + 2 ndash 10) 2 = 2 Ester + 1 Doppelbindung

13C 167 = Ester

60 = O ndash R

136 und 125 = C=C

18 und 14 = terminale CH3

(130 ndash 127) x 250 = 75 3H 127 t (75) (188 ndash 187) x 250 = 25 3H 186 dd (75 25) (188 ndash 185) x 250 = 75 (421 ndash 418) x 250 = 75 2H 416 q (75) (5858 ndash 5848) x 250 = 25 1H 581 dq (25 ) (703 ndash 700) x 250 = 75 1H 695 dq (175 75) (700 ndash 693) x 250 = 175

O-CH2-CH3

l

C=O

l

C=C-CH3

H H E oder Z

5840 5848

5858 5832

Praktikum Analytische Chemie I (Wintersemester 201516)

1 2

3

4 5 6

1 2 2

1

6

6

5 5

4 4

35

Praktikum Analytische Chemie I (Wintersemester 201516)

UV Grundchromophor Enon Berechnung (Woodward-Regeln) Grundwert 193 nm (X = OR) -Alkyl 12 nm Gesamt 205 nm (experimentell 205 nm)

C C C OH

CH3 H OR

ppm rel Int Multiplett J in Hz Zuordnung

695 1 dq

tlw uumlberlagert

J1 = 175 ( 3Jtrans-Alken)

J2 = 65 ( 3J3)

trans-CH3-CH=CH-

581 1 dq J1 = ( 3Jtrans-Alken) 175

J2 = 25 ( 4J3+1)

trans-CH3-CH=CH-

416 2 q J = 75 ( 3J3) O-CH2-(CH3)

186 3 dd J1 = 75 ( 3J3)

J2 = 25 ( 4J3+1)

CH3-CH=CH-

127 3 t J = 75 ( 3J3) CH3-(CH2-)

Strichdiagramm zur Ermittlung der beiden Kopplungskonstanten zum Signal bei 695 ppm

697

696

694

693

703

700

688

691

J1

J2 J2 J2 J2 J2 J2

= 695

OCH2

O

H

H

CH3

695 (dq)

581 (dq)186 (dd)

CH3

417 (q)

127 (t)

Praktikum Analytische Chemie I (Wintersemester 201516) 36

Praktikum Analytische Chemie I (Wintersemester 201516)

Uumlbung 7 Ermitteln Sie aus dem 1H-NMR-Spektrum das Molverhaumlltnis der tautomeren Keto-Enol-Form von Acetylaceton

bullSignalauswahl

Keto-Isomer 36 ppm (IKeto = 4) NKeto = 2

Enol-Isomer 55 ppm (IEnol = 113) NEnol = 1

0415)1655(1001

9684)1655(100655

1

655

14

2311

NI

NI

NI

NI

n

n

Keto

Enol

EnolKeto

KetoEnol

KetoKeto

EnolEnol

Keto

Enol

Praktikum Analytische Chemie I (Wintersemester 201516)

Integral

37

Praktikum Analytische Chemie I (Wintersemester 201516)

J=75Hz

12

Praktikum Analytische Chemie I (Wintersemester 201516)

1 ( 0 ) Singlett s

1 1 Dublett d

1 2 1 Triplett t

1 3 3 1 Quartett q

1 4 6 4 1 Quintuplett quin

1 5 10 10 5 1 Sextett

1 6 15 20 15 6 1 Septett

1 7 21 35 35 21 7 1 Octett

1 8 28 56 70 56 28 8 1 Nonett

1 9 36 84 126 126 84 36 9 1

1 10 45 120 210 252 210 120 45 10 1

= 1

= 2

= 4

= 8

= 16

= 32

= 64

= 128

= 256

= 512

= 1024

v

Pascalsches Dreieck

Anzahl von aumlquivalenten benachbarten Spins

Multiplett

Anzahl der Peaks und ihre

relative Intensitaumlt

Praktikum Analytische Chemie I (Wintersemester 201516) 13

Praktikum Analytische Chemie I (Wintersemester 201516)

1 ( 0 )

1 1

1 2 1

1 3 3 1

1 4 6 4 1

1 5 10 10 5 1

1 6 15 20 15 6 1

1 7 21 35 35 21 7 1

1 8 28 56 70 56 28 8 1

1 9 36 84 126 126 84 36 9 1

1 10 45 120 210 252 210 120 45 10 1

Pascalsches Dreieck

Anzahl von aumlquivalenten benachbarten Spins

v

Anzahl der Peaks und ihre relative Intensitaumlt

CH CH3

Br

Br

v

CH3

Br

Praktikum Analytische Chemie I (Wintersemester 201516) 14

Praktikum Analytische Chemie I (Wintersemester 201516)

NO2

CH

H3C CH3

NO2

H2C

H2C

CH3

1-nitropropane2-nitropropane

Uumlbung 1 Entwickeln Sie zur vorliegenden Struktur das 1H- Spektrum

15

Praktikum Analytische Chemie I (Wintersemester 201516)

Septett Dublett Triplett Sextett Triplett

NO2

CH

H3C CH3

NO2

H2C

H2C

CH3

1-nitropropane2-nitropropane

KEINE KOPPLUNGEN FUumlR 13C SPEKTREN SIE SIND ENTKOPPELT 001 x 001 = 00001 = 1 10000

Intensitaumlt 3 aumlquivalenten H in 121 geteilt

2 aumlquivalenten H in 121 geteilt

2 aumlquivalenten H in 15101051 geteilt

16

Intensitaumlt 1 H in einen Septett geteilt 164 664 1564 2064 1564 664 164

Intensitaumlt 6 aumlquivalenten H in 2 geteilt

Uumlbung 1 Entwickeln Sie zur vorliegenden Struktur das 1H- Spektrum

Praktikum Analytische Chemie I (Wintersemester 201516)

5 Kopplungskonstanten

bull Berechnung der Kopplungskonstante J nach folgender Formel

bull Beschreibungsregel δ Multiplizitaumlt (J)

zB 305 t (825) = Triplett an 305ppm J = 825Hz

bull δ fuumlr ungerade Anzahl von Peaks der in der Mitte

δ fuumlr gerade Anzahl von Peaks der Mittelwert

J = Δδ middot ν0

Δδ ppm ν0 MHz =gt 10-6 x 106

Kopplungskonstanten coupling constants

Praktikum Analytische Chemie I (Wintersemester 201516) 17

Praktikum Analytische Chemie I (Wintersemester 201516)

1H NMR (200 MHz) (35996 - 35690) x 200 = 612 (35690 ndash 35384) x 200 = 612 (22351 ndash 21999) x 200 = 704 ( 21999 ndash 21651) x 200 = 696 (16823 ndash 16501) x 200 = 644 (16501 ndash 16171) x 200 = 660 (16171 ndash 15844) x 200 = 654 (15844 ndash 15507) x 200 = 674

357 t (J = 612 Hz) 220 t (J = 701 Hz) 162 quin (J = 658 Hz)

bull Entnahme von Kopplungskonstanten

ppm (t1) 0010203040

0

10000000

20000000

30000000

40000000

50000000

6000000035

996

35

690

35

384

33

182

22

351

21

999

21

651

16

823

16

501

16

171

15

844

15

507

13

223

11

163

10

812

10

461

03

163

00

191

19

2

09

7

20

0

20

2

90

0

01

2

00

7

00

191

18

Praktikum Analytische Chemie I (Wintersemester 201516)

Kopplungskonstanten

Wenn es ungesaumlttigte Bindungen gibt kann man

die Protonen in einer groumlszligeren Entfernung

bdquosehenldquo

Praktikum Analytische Chemie I (Wintersemester 201516) 19

Praktikum Analytische Chemie I (Wintersemester 201516)

H3C HC

H3C

O CH2

CH3

(35305 ndash 35105) x 300 = 6 Hz

(32473 ndash 32240) x 300 = 699 Hz

(11620 ndash 11386) x 300 = 702 Hz

(11203 ndash 11003) x 300 = 6 Hz

35005 q (6) 2 H connected to CH3

32007 sept (699) 1 H connected to CH6 ( 2xCH3 )

11503 d (702) 6 H connected to CH

11003 t (6) 3 H connected to CH2

δ = 32 35 lt=gt typische O-CHx Werte

Uumlbung 2Ermitteln Sie die Struktur

H3C HC

H3C

O CH2

CH3

20

H3C HC

H3C

O CH2

CH3

Praktikum Analytische Chemie I (Wintersemester 201516)

CH C

Br

Br

H

H

H

δ = 555

CH

α

β

γ

frac12 frac12

frac12 frac12 frac12

frac12

frac12 frac12 frac12 frac12 frac12 frac12

frac12 frac12

frac12 frac14 frac14

18 38 38 18

JA-B

JA-B JA-B

JA-B JA-B JA-B

Aber hier waren alle

Kopplungskonstanten gleich

Quartett

1 3 3 1

Strichdiagramm coupling diagram splitting diagram bar diagramhellip

6 Strichdiagramme

J=75Hz

Unpraktisch

Praktikum Analytische Chemie I (Wintersemester 201516) 21

Praktikum Analytische Chemie I (Wintersemester 201516)

Strichdiagramme

CH C

HC

Br

H

H

H

HOOH

δ = 550

JA-B

JA-B JA-B

JA-B JA-B JA-B

JA-c JA-c JA-c JA-c

8 Peaks aber kein Oktett

Doppelquartett qd

Praktikum Analytische Chemie I (Wintersemester 201516) 22

Praktikum Analytische Chemie I (Wintersemester 201516)

Strichdiagrammen

JA plusmn 18 Hz

JB plusmn 9 Hz

JC plusmn 3Hz

Praktikum Analytische Chemie I (Wintersemester 201516) 23

Praktikum Analytische Chemie I (Wintersemester 201516)

Uumlbung 3 Welches Signal gehoumlrt zu welchem Proton

Cl

HO

H a

H b

H cCl

24

Praktikum Analytische Chemie I (Wintersemester 201516)

8 Hz

8 Hz 8 Hz

8 Hz 8 Hz

2 Hz 2 Hz 2 Hz 2 Hz

Cl

HO

H a

H b

H cCl

8 Hz

8 Hz

725

ppm

2 Hz

Hb Hc Ha

t

dd dd

25

Uumlbung 3 Welches Signal gehoumlrt zu welchem Proton

Praktikum Analytische Chemie I (Wintersemester 201516)

Uumlbung 4 Erstellen Sie das Strichdiagramm von H1 und H2

und berechnen Sie die Kopplungskonstanten

26

1H NMR (400 MHz) H1 95501 95299

H2 60601 60798 61021 61213

(95501 ndash 95299) x 400 = 808 Hz

1 Dublett bestimmen (Mittelpunkt) (60798 ndash 60601)2+60601 = 606995 (61213 ndash 61021)2+61021 = 61117

(61117ndash 606995) x 400 = 1670 Hz

2 Dublett bestimmen (60798 ndash 60601) x 400 =788 (61213 ndash 61021) x 400 =768

H2 609 dd (3J = 1670 Hz 3J = 778 Hz) H1 954 d (3J = 808 Hz)

Praktikum Analytische Chemie I (Wintersemester 201516)

Spektren 1 Ordnung Δν sehr viel groumlszliger als Kopplungskonstante J [ΔνJ gt 7]

Multiplizitaumlt M= N+1 (gilt fuumlr Kerne mit I= frac12)

Vorliegen eines Spektrums houmlherer Ordnung bei starker Kopplung

Faustregel [ΔνJ lt 7]

7 Spektrenordnung

J J

J J

J J

J J

Dacheffekt

Dacheffekt roof effect

Cl

HO

H a

H b

H cCl

Hb Hc Ha

27

Praktikum Analytische Chemie I (Wintersemester 201516)

Was kann ich gegen houmlhere Ordnung machen

bull Kopplungskonstanten sind konstant

bull Chemische Verschiebung sind proportional zur Messfrequenz

Ein Geraumlt mit besserer Aufloumlsung (staumlrkeres Magnetfeld) nutzen

J = Δδ middot ν0 Δδ = J ν0

Bsp Kopplung Hb und Hc

δ (Hb)=7250 ppm

δ (Hc)=7105 ppm

J = 8 Hz

ν0 = 90 MHz Δν= Δδ ν0 =0145 ppm 90MHz =1305 Hz

Praktikum Analytische Chemie I (Wintersemester 201314)

Hb Hc Ha

Cl

HO

H a

H b

H cCl

Δδ=0145ppm

ν0 = 600 MHz Δν= Δδ ν0 =0145 ppm 600MHz =8700 Hz

[ΔνJ =19]

[ΔνJ = 109]

[ΔνJ lt 7] Spektrum houmlherer Ordnung

28

Praktikum Analytische Chemie I (Wintersemester 201516)

Uumlbung 5 Die Struktur einer Verbindung mit der Summenformel C6H7N ist zu erarbeiten Aufgenommen wurde ein 400 MHz Spektrum Alle Kopplungskonstanten und Signale sind zu entnehmen bzw zuzuordnen

29

Praktikum Analytische Chemie I (Wintersemester 201516)

Uumlbung 5 Die Struktur einer Verbindung mit der Summenformel C6H7N ist zu erarbeiten Aufgenommen wurde ein 400 Mhz Spektrum Alle Kopplungskonstanten und Signale sind zu entnehmen bzw zuzuordnen

DBE Double Bond Equivalent DBE = (2a + 2 - b + c ) 2

CaHbOxNc DBE C6H7N = (2 x 6 + 2 - 7 + 1)2 = 4

H2N or

N

CH3

Aus der Summenformel kann ein

Methyl-pyridin abgeleitet werden

(C5H4N-CH3)

CH2 Singulett zwischen

45 und 65ppm

Praktikum Analytische Chemie I (Wintersemester 201516) 30

Praktikum Analytische Chemie I (Wintersemester 201516)

ppm Multiplett J in Hz Zuordnung

844 bdquosldquo (nicht aufgeloumlstes

m)

H-2

841 bdquodldquo (nicht aufgeloumlstes

m)

J = 56 (= 3J56) H-6

747 d J = 76 (= 3J45) H-4

725 Chloroform

717 dd J1 = 72 (= 3J54)

J2 = 56 (= 3J56)

H-5

268 s CH3-Pyr

H

CH3

N H

H

H

2

34

5

6

Uumlbung 5 Die Struktur einer Verbindung mit der Summenformel C6H7N ist zu erarbeiten Aufgenommen wurde ein 400 Mhz Spektrum Alle Kopplungskonstanten und Signale sind zu entnehmen bzw zuzuordnen

Singulett

Dublett Dublett

Doppeldublett

Im Bereich bei 84 ppm sind 2

Signale vorhanden Position 2 und 6

sind mit H besetzt

Praktikum Analytische Chemie I (Wintersemester 201516) 31

Praktikum Analytische Chemie I (Wintersemester 201516)

Uumlbung 6 Eine Verbindung der Summenformel C6H10O2 zeigt ein UV-Spektrum bei 205nm Aus dem IR-Spektrum koumlnnen eine Esterfunktion und Doppelbindungssignale entnommen werden Das 250 MHz Spektrum der Verbiundung liegt vor Ordnen Sie alle Signale zu und bestimmen Sie die Konfiguration der Doppelbindung Weiterhin ist auch das 13C Spektrum gegeben Hier sind alle Signale zuzuordnen

Signallage in ppm Relative Intensitaumlt

16747 224

13672 368

125 1000

6066 776

1833 612

1426 612

5840 5848

5858 5832

Praktikum Analytische Chemie I (Wintersemester 201516) 32

Praktikum Analytische Chemie I (Wintersemester 201516)

Signallage in ppm Relative Intensitaumlt

16747 224

13672 368

125 1000

6066 776

1833 612

1426 612

DBE = (6 x 2 + 2 ndash 10) 2 = 2 Ester + 1 Doppelbindung

13C 167 = Ester

60 = O ndash R

136 und 125 = C=C

18 und 14 = terminale CH3

5840 5848

5858 5832

Praktikum Analytische Chemie I (Wintersemester 201516) 33

Praktikum Analytische Chemie I (Wintersemester 201516)

DBE = (6 x 2 + 2 ndash 10) 2 = 2 Ester + 1 Doppelbindung

13C 167 = Ester

60 = O ndash R

136 und 125 = C=C

18 und 14 = terminale CH3

(130 ndash 127) x 250 = 75 3H 127 t (75) (188 ndash 187) x 250 = 25 3H 186 dd (75 25) (188 ndash 185) x 250 = 75 (421 ndash 418) x 250 = 75 2H 416 q (75) (5858 ndash 5848) x 250 = 25 1H 581 dq (25 ) (703 ndash 700) x 250 = 75 1H 695 dq (175 75) (700 ndash 693) x 250 = 175

O-CH2-CH3

l

C=O

l

5840 5848

5858 5832

Praktikum Analytische Chemie I (Wintersemester 201516) 34

Praktikum Analytische Chemie I (Wintersemester 201516)

DBE = (6 x 2 + 2 ndash 10) 2 = 2 Ester + 1 Doppelbindung

13C 167 = Ester

60 = O ndash R

136 und 125 = C=C

18 und 14 = terminale CH3

(130 ndash 127) x 250 = 75 3H 127 t (75) (188 ndash 187) x 250 = 25 3H 186 dd (75 25) (188 ndash 185) x 250 = 75 (421 ndash 418) x 250 = 75 2H 416 q (75) (5858 ndash 5848) x 250 = 25 1H 581 dq (25 ) (703 ndash 700) x 250 = 75 1H 695 dq (175 75) (700 ndash 693) x 250 = 175

O-CH2-CH3

l

C=O

l

C=C-CH3

H H E oder Z

5840 5848

5858 5832

Praktikum Analytische Chemie I (Wintersemester 201516)

1 2

3

4 5 6

1 2 2

1

6

6

5 5

4 4

35

Praktikum Analytische Chemie I (Wintersemester 201516)

UV Grundchromophor Enon Berechnung (Woodward-Regeln) Grundwert 193 nm (X = OR) -Alkyl 12 nm Gesamt 205 nm (experimentell 205 nm)

C C C OH

CH3 H OR

ppm rel Int Multiplett J in Hz Zuordnung

695 1 dq

tlw uumlberlagert

J1 = 175 ( 3Jtrans-Alken)

J2 = 65 ( 3J3)

trans-CH3-CH=CH-

581 1 dq J1 = ( 3Jtrans-Alken) 175

J2 = 25 ( 4J3+1)

trans-CH3-CH=CH-

416 2 q J = 75 ( 3J3) O-CH2-(CH3)

186 3 dd J1 = 75 ( 3J3)

J2 = 25 ( 4J3+1)

CH3-CH=CH-

127 3 t J = 75 ( 3J3) CH3-(CH2-)

Strichdiagramm zur Ermittlung der beiden Kopplungskonstanten zum Signal bei 695 ppm

697

696

694

693

703

700

688

691

J1

J2 J2 J2 J2 J2 J2

= 695

OCH2

O

H

H

CH3

695 (dq)

581 (dq)186 (dd)

CH3

417 (q)

127 (t)

Praktikum Analytische Chemie I (Wintersemester 201516) 36

Praktikum Analytische Chemie I (Wintersemester 201516)

Uumlbung 7 Ermitteln Sie aus dem 1H-NMR-Spektrum das Molverhaumlltnis der tautomeren Keto-Enol-Form von Acetylaceton

bullSignalauswahl

Keto-Isomer 36 ppm (IKeto = 4) NKeto = 2

Enol-Isomer 55 ppm (IEnol = 113) NEnol = 1

0415)1655(1001

9684)1655(100655

1

655

14

2311

NI

NI

NI

NI

n

n

Keto

Enol

EnolKeto

KetoEnol

KetoKeto

EnolEnol

Keto

Enol

Praktikum Analytische Chemie I (Wintersemester 201516)

Integral

37

Praktikum Analytische Chemie I (Wintersemester 201516)

1 ( 0 ) Singlett s

1 1 Dublett d

1 2 1 Triplett t

1 3 3 1 Quartett q

1 4 6 4 1 Quintuplett quin

1 5 10 10 5 1 Sextett

1 6 15 20 15 6 1 Septett

1 7 21 35 35 21 7 1 Octett

1 8 28 56 70 56 28 8 1 Nonett

1 9 36 84 126 126 84 36 9 1

1 10 45 120 210 252 210 120 45 10 1

= 1

= 2

= 4

= 8

= 16

= 32

= 64

= 128

= 256

= 512

= 1024

v

Pascalsches Dreieck

Anzahl von aumlquivalenten benachbarten Spins

Multiplett

Anzahl der Peaks und ihre

relative Intensitaumlt

Praktikum Analytische Chemie I (Wintersemester 201516) 13

Praktikum Analytische Chemie I (Wintersemester 201516)

1 ( 0 )

1 1

1 2 1

1 3 3 1

1 4 6 4 1

1 5 10 10 5 1

1 6 15 20 15 6 1

1 7 21 35 35 21 7 1

1 8 28 56 70 56 28 8 1

1 9 36 84 126 126 84 36 9 1

1 10 45 120 210 252 210 120 45 10 1

Pascalsches Dreieck

Anzahl von aumlquivalenten benachbarten Spins

v

Anzahl der Peaks und ihre relative Intensitaumlt

CH CH3

Br

Br

v

CH3

Br

Praktikum Analytische Chemie I (Wintersemester 201516) 14

Praktikum Analytische Chemie I (Wintersemester 201516)

NO2

CH

H3C CH3

NO2

H2C

H2C

CH3

1-nitropropane2-nitropropane

Uumlbung 1 Entwickeln Sie zur vorliegenden Struktur das 1H- Spektrum

15

Praktikum Analytische Chemie I (Wintersemester 201516)

Septett Dublett Triplett Sextett Triplett

NO2

CH

H3C CH3

NO2

H2C

H2C

CH3

1-nitropropane2-nitropropane

KEINE KOPPLUNGEN FUumlR 13C SPEKTREN SIE SIND ENTKOPPELT 001 x 001 = 00001 = 1 10000

Intensitaumlt 3 aumlquivalenten H in 121 geteilt

2 aumlquivalenten H in 121 geteilt

2 aumlquivalenten H in 15101051 geteilt

16

Intensitaumlt 1 H in einen Septett geteilt 164 664 1564 2064 1564 664 164

Intensitaumlt 6 aumlquivalenten H in 2 geteilt

Uumlbung 1 Entwickeln Sie zur vorliegenden Struktur das 1H- Spektrum

Praktikum Analytische Chemie I (Wintersemester 201516)

5 Kopplungskonstanten

bull Berechnung der Kopplungskonstante J nach folgender Formel

bull Beschreibungsregel δ Multiplizitaumlt (J)

zB 305 t (825) = Triplett an 305ppm J = 825Hz

bull δ fuumlr ungerade Anzahl von Peaks der in der Mitte

δ fuumlr gerade Anzahl von Peaks der Mittelwert

J = Δδ middot ν0

Δδ ppm ν0 MHz =gt 10-6 x 106

Kopplungskonstanten coupling constants

Praktikum Analytische Chemie I (Wintersemester 201516) 17

Praktikum Analytische Chemie I (Wintersemester 201516)

1H NMR (200 MHz) (35996 - 35690) x 200 = 612 (35690 ndash 35384) x 200 = 612 (22351 ndash 21999) x 200 = 704 ( 21999 ndash 21651) x 200 = 696 (16823 ndash 16501) x 200 = 644 (16501 ndash 16171) x 200 = 660 (16171 ndash 15844) x 200 = 654 (15844 ndash 15507) x 200 = 674

357 t (J = 612 Hz) 220 t (J = 701 Hz) 162 quin (J = 658 Hz)

bull Entnahme von Kopplungskonstanten

ppm (t1) 0010203040

0

10000000

20000000

30000000

40000000

50000000

6000000035

996

35

690

35

384

33

182

22

351

21

999

21

651

16

823

16

501

16

171

15

844

15

507

13

223

11

163

10

812

10

461

03

163

00

191

19

2

09

7

20

0

20

2

90

0

01

2

00

7

00

191

18

Praktikum Analytische Chemie I (Wintersemester 201516)

Kopplungskonstanten

Wenn es ungesaumlttigte Bindungen gibt kann man

die Protonen in einer groumlszligeren Entfernung

bdquosehenldquo

Praktikum Analytische Chemie I (Wintersemester 201516) 19

Praktikum Analytische Chemie I (Wintersemester 201516)

H3C HC

H3C

O CH2

CH3

(35305 ndash 35105) x 300 = 6 Hz

(32473 ndash 32240) x 300 = 699 Hz

(11620 ndash 11386) x 300 = 702 Hz

(11203 ndash 11003) x 300 = 6 Hz

35005 q (6) 2 H connected to CH3

32007 sept (699) 1 H connected to CH6 ( 2xCH3 )

11503 d (702) 6 H connected to CH

11003 t (6) 3 H connected to CH2

δ = 32 35 lt=gt typische O-CHx Werte

Uumlbung 2Ermitteln Sie die Struktur

H3C HC

H3C

O CH2

CH3

20

H3C HC

H3C

O CH2

CH3

Praktikum Analytische Chemie I (Wintersemester 201516)

CH C

Br

Br

H

H

H

δ = 555

CH

α

β

γ

frac12 frac12

frac12 frac12 frac12

frac12

frac12 frac12 frac12 frac12 frac12 frac12

frac12 frac12

frac12 frac14 frac14

18 38 38 18

JA-B

JA-B JA-B

JA-B JA-B JA-B

Aber hier waren alle

Kopplungskonstanten gleich

Quartett

1 3 3 1

Strichdiagramm coupling diagram splitting diagram bar diagramhellip

6 Strichdiagramme

J=75Hz

Unpraktisch

Praktikum Analytische Chemie I (Wintersemester 201516) 21

Praktikum Analytische Chemie I (Wintersemester 201516)

Strichdiagramme

CH C

HC

Br

H

H

H

HOOH

δ = 550

JA-B

JA-B JA-B

JA-B JA-B JA-B

JA-c JA-c JA-c JA-c

8 Peaks aber kein Oktett

Doppelquartett qd

Praktikum Analytische Chemie I (Wintersemester 201516) 22

Praktikum Analytische Chemie I (Wintersemester 201516)

Strichdiagrammen

JA plusmn 18 Hz

JB plusmn 9 Hz

JC plusmn 3Hz

Praktikum Analytische Chemie I (Wintersemester 201516) 23

Praktikum Analytische Chemie I (Wintersemester 201516)

Uumlbung 3 Welches Signal gehoumlrt zu welchem Proton

Cl

HO

H a

H b

H cCl

24

Praktikum Analytische Chemie I (Wintersemester 201516)

8 Hz

8 Hz 8 Hz

8 Hz 8 Hz

2 Hz 2 Hz 2 Hz 2 Hz

Cl

HO

H a

H b

H cCl

8 Hz

8 Hz

725

ppm

2 Hz

Hb Hc Ha

t

dd dd

25

Uumlbung 3 Welches Signal gehoumlrt zu welchem Proton

Praktikum Analytische Chemie I (Wintersemester 201516)

Uumlbung 4 Erstellen Sie das Strichdiagramm von H1 und H2

und berechnen Sie die Kopplungskonstanten

26

1H NMR (400 MHz) H1 95501 95299

H2 60601 60798 61021 61213

(95501 ndash 95299) x 400 = 808 Hz

1 Dublett bestimmen (Mittelpunkt) (60798 ndash 60601)2+60601 = 606995 (61213 ndash 61021)2+61021 = 61117

(61117ndash 606995) x 400 = 1670 Hz

2 Dublett bestimmen (60798 ndash 60601) x 400 =788 (61213 ndash 61021) x 400 =768

H2 609 dd (3J = 1670 Hz 3J = 778 Hz) H1 954 d (3J = 808 Hz)

Praktikum Analytische Chemie I (Wintersemester 201516)

Spektren 1 Ordnung Δν sehr viel groumlszliger als Kopplungskonstante J [ΔνJ gt 7]

Multiplizitaumlt M= N+1 (gilt fuumlr Kerne mit I= frac12)

Vorliegen eines Spektrums houmlherer Ordnung bei starker Kopplung

Faustregel [ΔνJ lt 7]

7 Spektrenordnung

J J

J J

J J

J J

Dacheffekt

Dacheffekt roof effect

Cl

HO

H a

H b

H cCl

Hb Hc Ha

27

Praktikum Analytische Chemie I (Wintersemester 201516)

Was kann ich gegen houmlhere Ordnung machen

bull Kopplungskonstanten sind konstant

bull Chemische Verschiebung sind proportional zur Messfrequenz

Ein Geraumlt mit besserer Aufloumlsung (staumlrkeres Magnetfeld) nutzen

J = Δδ middot ν0 Δδ = J ν0

Bsp Kopplung Hb und Hc

δ (Hb)=7250 ppm

δ (Hc)=7105 ppm

J = 8 Hz

ν0 = 90 MHz Δν= Δδ ν0 =0145 ppm 90MHz =1305 Hz

Praktikum Analytische Chemie I (Wintersemester 201314)

Hb Hc Ha

Cl

HO

H a

H b

H cCl

Δδ=0145ppm

ν0 = 600 MHz Δν= Δδ ν0 =0145 ppm 600MHz =8700 Hz

[ΔνJ =19]

[ΔνJ = 109]

[ΔνJ lt 7] Spektrum houmlherer Ordnung

28

Praktikum Analytische Chemie I (Wintersemester 201516)

Uumlbung 5 Die Struktur einer Verbindung mit der Summenformel C6H7N ist zu erarbeiten Aufgenommen wurde ein 400 MHz Spektrum Alle Kopplungskonstanten und Signale sind zu entnehmen bzw zuzuordnen

29

Praktikum Analytische Chemie I (Wintersemester 201516)

Uumlbung 5 Die Struktur einer Verbindung mit der Summenformel C6H7N ist zu erarbeiten Aufgenommen wurde ein 400 Mhz Spektrum Alle Kopplungskonstanten und Signale sind zu entnehmen bzw zuzuordnen

DBE Double Bond Equivalent DBE = (2a + 2 - b + c ) 2

CaHbOxNc DBE C6H7N = (2 x 6 + 2 - 7 + 1)2 = 4

H2N or

N

CH3

Aus der Summenformel kann ein

Methyl-pyridin abgeleitet werden

(C5H4N-CH3)

CH2 Singulett zwischen

45 und 65ppm

Praktikum Analytische Chemie I (Wintersemester 201516) 30

Praktikum Analytische Chemie I (Wintersemester 201516)

ppm Multiplett J in Hz Zuordnung

844 bdquosldquo (nicht aufgeloumlstes

m)

H-2

841 bdquodldquo (nicht aufgeloumlstes

m)

J = 56 (= 3J56) H-6

747 d J = 76 (= 3J45) H-4

725 Chloroform

717 dd J1 = 72 (= 3J54)

J2 = 56 (= 3J56)

H-5

268 s CH3-Pyr

H

CH3

N H

H

H

2

34

5

6

Uumlbung 5 Die Struktur einer Verbindung mit der Summenformel C6H7N ist zu erarbeiten Aufgenommen wurde ein 400 Mhz Spektrum Alle Kopplungskonstanten und Signale sind zu entnehmen bzw zuzuordnen

Singulett

Dublett Dublett

Doppeldublett

Im Bereich bei 84 ppm sind 2

Signale vorhanden Position 2 und 6

sind mit H besetzt

Praktikum Analytische Chemie I (Wintersemester 201516) 31

Praktikum Analytische Chemie I (Wintersemester 201516)

Uumlbung 6 Eine Verbindung der Summenformel C6H10O2 zeigt ein UV-Spektrum bei 205nm Aus dem IR-Spektrum koumlnnen eine Esterfunktion und Doppelbindungssignale entnommen werden Das 250 MHz Spektrum der Verbiundung liegt vor Ordnen Sie alle Signale zu und bestimmen Sie die Konfiguration der Doppelbindung Weiterhin ist auch das 13C Spektrum gegeben Hier sind alle Signale zuzuordnen

Signallage in ppm Relative Intensitaumlt

16747 224

13672 368

125 1000

6066 776

1833 612

1426 612

5840 5848

5858 5832

Praktikum Analytische Chemie I (Wintersemester 201516) 32

Praktikum Analytische Chemie I (Wintersemester 201516)

Signallage in ppm Relative Intensitaumlt

16747 224

13672 368

125 1000

6066 776

1833 612

1426 612

DBE = (6 x 2 + 2 ndash 10) 2 = 2 Ester + 1 Doppelbindung

13C 167 = Ester

60 = O ndash R

136 und 125 = C=C

18 und 14 = terminale CH3

5840 5848

5858 5832

Praktikum Analytische Chemie I (Wintersemester 201516) 33

Praktikum Analytische Chemie I (Wintersemester 201516)

DBE = (6 x 2 + 2 ndash 10) 2 = 2 Ester + 1 Doppelbindung

13C 167 = Ester

60 = O ndash R

136 und 125 = C=C

18 und 14 = terminale CH3

(130 ndash 127) x 250 = 75 3H 127 t (75) (188 ndash 187) x 250 = 25 3H 186 dd (75 25) (188 ndash 185) x 250 = 75 (421 ndash 418) x 250 = 75 2H 416 q (75) (5858 ndash 5848) x 250 = 25 1H 581 dq (25 ) (703 ndash 700) x 250 = 75 1H 695 dq (175 75) (700 ndash 693) x 250 = 175

O-CH2-CH3

l

C=O

l

5840 5848

5858 5832

Praktikum Analytische Chemie I (Wintersemester 201516) 34

Praktikum Analytische Chemie I (Wintersemester 201516)

DBE = (6 x 2 + 2 ndash 10) 2 = 2 Ester + 1 Doppelbindung

13C 167 = Ester

60 = O ndash R

136 und 125 = C=C

18 und 14 = terminale CH3

(130 ndash 127) x 250 = 75 3H 127 t (75) (188 ndash 187) x 250 = 25 3H 186 dd (75 25) (188 ndash 185) x 250 = 75 (421 ndash 418) x 250 = 75 2H 416 q (75) (5858 ndash 5848) x 250 = 25 1H 581 dq (25 ) (703 ndash 700) x 250 = 75 1H 695 dq (175 75) (700 ndash 693) x 250 = 175

O-CH2-CH3

l

C=O

l

C=C-CH3

H H E oder Z

5840 5848

5858 5832

Praktikum Analytische Chemie I (Wintersemester 201516)

1 2

3

4 5 6

1 2 2

1

6

6

5 5

4 4

35

Praktikum Analytische Chemie I (Wintersemester 201516)

UV Grundchromophor Enon Berechnung (Woodward-Regeln) Grundwert 193 nm (X = OR) -Alkyl 12 nm Gesamt 205 nm (experimentell 205 nm)

C C C OH

CH3 H OR

ppm rel Int Multiplett J in Hz Zuordnung

695 1 dq

tlw uumlberlagert

J1 = 175 ( 3Jtrans-Alken)

J2 = 65 ( 3J3)

trans-CH3-CH=CH-

581 1 dq J1 = ( 3Jtrans-Alken) 175

J2 = 25 ( 4J3+1)

trans-CH3-CH=CH-

416 2 q J = 75 ( 3J3) O-CH2-(CH3)

186 3 dd J1 = 75 ( 3J3)

J2 = 25 ( 4J3+1)

CH3-CH=CH-

127 3 t J = 75 ( 3J3) CH3-(CH2-)

Strichdiagramm zur Ermittlung der beiden Kopplungskonstanten zum Signal bei 695 ppm

697

696

694

693

703

700

688

691

J1

J2 J2 J2 J2 J2 J2

= 695

OCH2

O

H

H

CH3

695 (dq)

581 (dq)186 (dd)

CH3

417 (q)

127 (t)

Praktikum Analytische Chemie I (Wintersemester 201516) 36

Praktikum Analytische Chemie I (Wintersemester 201516)

Uumlbung 7 Ermitteln Sie aus dem 1H-NMR-Spektrum das Molverhaumlltnis der tautomeren Keto-Enol-Form von Acetylaceton

bullSignalauswahl

Keto-Isomer 36 ppm (IKeto = 4) NKeto = 2

Enol-Isomer 55 ppm (IEnol = 113) NEnol = 1

0415)1655(1001

9684)1655(100655

1

655

14

2311

NI

NI

NI

NI

n

n

Keto

Enol

EnolKeto

KetoEnol

KetoKeto

EnolEnol

Keto

Enol

Praktikum Analytische Chemie I (Wintersemester 201516)

Integral

37

Praktikum Analytische Chemie I (Wintersemester 201516)

1 ( 0 )

1 1

1 2 1

1 3 3 1

1 4 6 4 1

1 5 10 10 5 1

1 6 15 20 15 6 1

1 7 21 35 35 21 7 1

1 8 28 56 70 56 28 8 1

1 9 36 84 126 126 84 36 9 1

1 10 45 120 210 252 210 120 45 10 1

Pascalsches Dreieck

Anzahl von aumlquivalenten benachbarten Spins

v

Anzahl der Peaks und ihre relative Intensitaumlt

CH CH3

Br

Br

v

CH3

Br

Praktikum Analytische Chemie I (Wintersemester 201516) 14

Praktikum Analytische Chemie I (Wintersemester 201516)

NO2

CH

H3C CH3

NO2

H2C

H2C

CH3

1-nitropropane2-nitropropane

Uumlbung 1 Entwickeln Sie zur vorliegenden Struktur das 1H- Spektrum

15

Praktikum Analytische Chemie I (Wintersemester 201516)

Septett Dublett Triplett Sextett Triplett

NO2

CH

H3C CH3

NO2

H2C

H2C

CH3

1-nitropropane2-nitropropane

KEINE KOPPLUNGEN FUumlR 13C SPEKTREN SIE SIND ENTKOPPELT 001 x 001 = 00001 = 1 10000

Intensitaumlt 3 aumlquivalenten H in 121 geteilt

2 aumlquivalenten H in 121 geteilt

2 aumlquivalenten H in 15101051 geteilt

16

Intensitaumlt 1 H in einen Septett geteilt 164 664 1564 2064 1564 664 164

Intensitaumlt 6 aumlquivalenten H in 2 geteilt

Uumlbung 1 Entwickeln Sie zur vorliegenden Struktur das 1H- Spektrum

Praktikum Analytische Chemie I (Wintersemester 201516)

5 Kopplungskonstanten

bull Berechnung der Kopplungskonstante J nach folgender Formel

bull Beschreibungsregel δ Multiplizitaumlt (J)

zB 305 t (825) = Triplett an 305ppm J = 825Hz

bull δ fuumlr ungerade Anzahl von Peaks der in der Mitte

δ fuumlr gerade Anzahl von Peaks der Mittelwert

J = Δδ middot ν0

Δδ ppm ν0 MHz =gt 10-6 x 106

Kopplungskonstanten coupling constants

Praktikum Analytische Chemie I (Wintersemester 201516) 17

Praktikum Analytische Chemie I (Wintersemester 201516)

1H NMR (200 MHz) (35996 - 35690) x 200 = 612 (35690 ndash 35384) x 200 = 612 (22351 ndash 21999) x 200 = 704 ( 21999 ndash 21651) x 200 = 696 (16823 ndash 16501) x 200 = 644 (16501 ndash 16171) x 200 = 660 (16171 ndash 15844) x 200 = 654 (15844 ndash 15507) x 200 = 674

357 t (J = 612 Hz) 220 t (J = 701 Hz) 162 quin (J = 658 Hz)

bull Entnahme von Kopplungskonstanten

ppm (t1) 0010203040

0

10000000

20000000

30000000

40000000

50000000

6000000035

996

35

690

35

384

33

182

22

351

21

999

21

651

16

823

16

501

16

171

15

844

15

507

13

223

11

163

10

812

10

461

03

163

00

191

19

2

09

7

20

0

20

2

90

0

01

2

00

7

00

191

18

Praktikum Analytische Chemie I (Wintersemester 201516)

Kopplungskonstanten

Wenn es ungesaumlttigte Bindungen gibt kann man

die Protonen in einer groumlszligeren Entfernung

bdquosehenldquo

Praktikum Analytische Chemie I (Wintersemester 201516) 19

Praktikum Analytische Chemie I (Wintersemester 201516)

H3C HC

H3C

O CH2

CH3

(35305 ndash 35105) x 300 = 6 Hz

(32473 ndash 32240) x 300 = 699 Hz

(11620 ndash 11386) x 300 = 702 Hz

(11203 ndash 11003) x 300 = 6 Hz

35005 q (6) 2 H connected to CH3

32007 sept (699) 1 H connected to CH6 ( 2xCH3 )

11503 d (702) 6 H connected to CH

11003 t (6) 3 H connected to CH2

δ = 32 35 lt=gt typische O-CHx Werte

Uumlbung 2Ermitteln Sie die Struktur

H3C HC

H3C

O CH2

CH3

20

H3C HC

H3C

O CH2

CH3

Praktikum Analytische Chemie I (Wintersemester 201516)

CH C

Br

Br

H

H

H

δ = 555

CH

α

β

γ

frac12 frac12

frac12 frac12 frac12

frac12

frac12 frac12 frac12 frac12 frac12 frac12

frac12 frac12

frac12 frac14 frac14

18 38 38 18

JA-B

JA-B JA-B

JA-B JA-B JA-B

Aber hier waren alle

Kopplungskonstanten gleich

Quartett

1 3 3 1

Strichdiagramm coupling diagram splitting diagram bar diagramhellip

6 Strichdiagramme

J=75Hz

Unpraktisch

Praktikum Analytische Chemie I (Wintersemester 201516) 21

Praktikum Analytische Chemie I (Wintersemester 201516)

Strichdiagramme

CH C

HC

Br

H

H

H

HOOH

δ = 550

JA-B

JA-B JA-B

JA-B JA-B JA-B

JA-c JA-c JA-c JA-c

8 Peaks aber kein Oktett

Doppelquartett qd

Praktikum Analytische Chemie I (Wintersemester 201516) 22

Praktikum Analytische Chemie I (Wintersemester 201516)

Strichdiagrammen

JA plusmn 18 Hz

JB plusmn 9 Hz

JC plusmn 3Hz

Praktikum Analytische Chemie I (Wintersemester 201516) 23

Praktikum Analytische Chemie I (Wintersemester 201516)

Uumlbung 3 Welches Signal gehoumlrt zu welchem Proton

Cl

HO

H a

H b

H cCl

24

Praktikum Analytische Chemie I (Wintersemester 201516)

8 Hz

8 Hz 8 Hz

8 Hz 8 Hz

2 Hz 2 Hz 2 Hz 2 Hz

Cl

HO

H a

H b

H cCl

8 Hz

8 Hz

725

ppm

2 Hz

Hb Hc Ha

t

dd dd

25

Uumlbung 3 Welches Signal gehoumlrt zu welchem Proton

Praktikum Analytische Chemie I (Wintersemester 201516)

Uumlbung 4 Erstellen Sie das Strichdiagramm von H1 und H2

und berechnen Sie die Kopplungskonstanten

26

1H NMR (400 MHz) H1 95501 95299

H2 60601 60798 61021 61213

(95501 ndash 95299) x 400 = 808 Hz

1 Dublett bestimmen (Mittelpunkt) (60798 ndash 60601)2+60601 = 606995 (61213 ndash 61021)2+61021 = 61117

(61117ndash 606995) x 400 = 1670 Hz

2 Dublett bestimmen (60798 ndash 60601) x 400 =788 (61213 ndash 61021) x 400 =768

H2 609 dd (3J = 1670 Hz 3J = 778 Hz) H1 954 d (3J = 808 Hz)

Praktikum Analytische Chemie I (Wintersemester 201516)

Spektren 1 Ordnung Δν sehr viel groumlszliger als Kopplungskonstante J [ΔνJ gt 7]

Multiplizitaumlt M= N+1 (gilt fuumlr Kerne mit I= frac12)

Vorliegen eines Spektrums houmlherer Ordnung bei starker Kopplung

Faustregel [ΔνJ lt 7]

7 Spektrenordnung

J J

J J

J J

J J

Dacheffekt

Dacheffekt roof effect

Cl

HO

H a

H b

H cCl

Hb Hc Ha

27

Praktikum Analytische Chemie I (Wintersemester 201516)

Was kann ich gegen houmlhere Ordnung machen

bull Kopplungskonstanten sind konstant

bull Chemische Verschiebung sind proportional zur Messfrequenz

Ein Geraumlt mit besserer Aufloumlsung (staumlrkeres Magnetfeld) nutzen

J = Δδ middot ν0 Δδ = J ν0

Bsp Kopplung Hb und Hc

δ (Hb)=7250 ppm

δ (Hc)=7105 ppm

J = 8 Hz

ν0 = 90 MHz Δν= Δδ ν0 =0145 ppm 90MHz =1305 Hz

Praktikum Analytische Chemie I (Wintersemester 201314)

Hb Hc Ha

Cl

HO

H a

H b

H cCl

Δδ=0145ppm

ν0 = 600 MHz Δν= Δδ ν0 =0145 ppm 600MHz =8700 Hz

[ΔνJ =19]

[ΔνJ = 109]

[ΔνJ lt 7] Spektrum houmlherer Ordnung

28

Praktikum Analytische Chemie I (Wintersemester 201516)

Uumlbung 5 Die Struktur einer Verbindung mit der Summenformel C6H7N ist zu erarbeiten Aufgenommen wurde ein 400 MHz Spektrum Alle Kopplungskonstanten und Signale sind zu entnehmen bzw zuzuordnen

29

Praktikum Analytische Chemie I (Wintersemester 201516)

Uumlbung 5 Die Struktur einer Verbindung mit der Summenformel C6H7N ist zu erarbeiten Aufgenommen wurde ein 400 Mhz Spektrum Alle Kopplungskonstanten und Signale sind zu entnehmen bzw zuzuordnen

DBE Double Bond Equivalent DBE = (2a + 2 - b + c ) 2

CaHbOxNc DBE C6H7N = (2 x 6 + 2 - 7 + 1)2 = 4

H2N or

N

CH3

Aus der Summenformel kann ein

Methyl-pyridin abgeleitet werden

(C5H4N-CH3)

CH2 Singulett zwischen

45 und 65ppm

Praktikum Analytische Chemie I (Wintersemester 201516) 30

Praktikum Analytische Chemie I (Wintersemester 201516)

ppm Multiplett J in Hz Zuordnung

844 bdquosldquo (nicht aufgeloumlstes

m)

H-2

841 bdquodldquo (nicht aufgeloumlstes

m)

J = 56 (= 3J56) H-6

747 d J = 76 (= 3J45) H-4

725 Chloroform

717 dd J1 = 72 (= 3J54)

J2 = 56 (= 3J56)

H-5

268 s CH3-Pyr

H

CH3

N H

H

H

2

34

5

6

Uumlbung 5 Die Struktur einer Verbindung mit der Summenformel C6H7N ist zu erarbeiten Aufgenommen wurde ein 400 Mhz Spektrum Alle Kopplungskonstanten und Signale sind zu entnehmen bzw zuzuordnen

Singulett

Dublett Dublett

Doppeldublett

Im Bereich bei 84 ppm sind 2

Signale vorhanden Position 2 und 6

sind mit H besetzt

Praktikum Analytische Chemie I (Wintersemester 201516) 31

Praktikum Analytische Chemie I (Wintersemester 201516)

Uumlbung 6 Eine Verbindung der Summenformel C6H10O2 zeigt ein UV-Spektrum bei 205nm Aus dem IR-Spektrum koumlnnen eine Esterfunktion und Doppelbindungssignale entnommen werden Das 250 MHz Spektrum der Verbiundung liegt vor Ordnen Sie alle Signale zu und bestimmen Sie die Konfiguration der Doppelbindung Weiterhin ist auch das 13C Spektrum gegeben Hier sind alle Signale zuzuordnen

Signallage in ppm Relative Intensitaumlt

16747 224

13672 368

125 1000

6066 776

1833 612

1426 612

5840 5848

5858 5832

Praktikum Analytische Chemie I (Wintersemester 201516) 32

Praktikum Analytische Chemie I (Wintersemester 201516)

Signallage in ppm Relative Intensitaumlt

16747 224

13672 368

125 1000

6066 776

1833 612

1426 612

DBE = (6 x 2 + 2 ndash 10) 2 = 2 Ester + 1 Doppelbindung

13C 167 = Ester

60 = O ndash R

136 und 125 = C=C

18 und 14 = terminale CH3

5840 5848

5858 5832

Praktikum Analytische Chemie I (Wintersemester 201516) 33

Praktikum Analytische Chemie I (Wintersemester 201516)

DBE = (6 x 2 + 2 ndash 10) 2 = 2 Ester + 1 Doppelbindung

13C 167 = Ester

60 = O ndash R

136 und 125 = C=C

18 und 14 = terminale CH3

(130 ndash 127) x 250 = 75 3H 127 t (75) (188 ndash 187) x 250 = 25 3H 186 dd (75 25) (188 ndash 185) x 250 = 75 (421 ndash 418) x 250 = 75 2H 416 q (75) (5858 ndash 5848) x 250 = 25 1H 581 dq (25 ) (703 ndash 700) x 250 = 75 1H 695 dq (175 75) (700 ndash 693) x 250 = 175

O-CH2-CH3

l

C=O

l

5840 5848

5858 5832

Praktikum Analytische Chemie I (Wintersemester 201516) 34

Praktikum Analytische Chemie I (Wintersemester 201516)

DBE = (6 x 2 + 2 ndash 10) 2 = 2 Ester + 1 Doppelbindung

13C 167 = Ester

60 = O ndash R

136 und 125 = C=C

18 und 14 = terminale CH3

(130 ndash 127) x 250 = 75 3H 127 t (75) (188 ndash 187) x 250 = 25 3H 186 dd (75 25) (188 ndash 185) x 250 = 75 (421 ndash 418) x 250 = 75 2H 416 q (75) (5858 ndash 5848) x 250 = 25 1H 581 dq (25 ) (703 ndash 700) x 250 = 75 1H 695 dq (175 75) (700 ndash 693) x 250 = 175

O-CH2-CH3

l

C=O

l

C=C-CH3

H H E oder Z

5840 5848

5858 5832

Praktikum Analytische Chemie I (Wintersemester 201516)

1 2

3

4 5 6

1 2 2

1

6

6

5 5

4 4

35

Praktikum Analytische Chemie I (Wintersemester 201516)

UV Grundchromophor Enon Berechnung (Woodward-Regeln) Grundwert 193 nm (X = OR) -Alkyl 12 nm Gesamt 205 nm (experimentell 205 nm)

C C C OH

CH3 H OR

ppm rel Int Multiplett J in Hz Zuordnung

695 1 dq

tlw uumlberlagert

J1 = 175 ( 3Jtrans-Alken)

J2 = 65 ( 3J3)

trans-CH3-CH=CH-

581 1 dq J1 = ( 3Jtrans-Alken) 175

J2 = 25 ( 4J3+1)

trans-CH3-CH=CH-

416 2 q J = 75 ( 3J3) O-CH2-(CH3)

186 3 dd J1 = 75 ( 3J3)

J2 = 25 ( 4J3+1)

CH3-CH=CH-

127 3 t J = 75 ( 3J3) CH3-(CH2-)

Strichdiagramm zur Ermittlung der beiden Kopplungskonstanten zum Signal bei 695 ppm

697

696

694

693

703

700

688

691

J1

J2 J2 J2 J2 J2 J2

= 695

OCH2

O

H

H

CH3

695 (dq)

581 (dq)186 (dd)

CH3

417 (q)

127 (t)

Praktikum Analytische Chemie I (Wintersemester 201516) 36

Praktikum Analytische Chemie I (Wintersemester 201516)

Uumlbung 7 Ermitteln Sie aus dem 1H-NMR-Spektrum das Molverhaumlltnis der tautomeren Keto-Enol-Form von Acetylaceton

bullSignalauswahl

Keto-Isomer 36 ppm (IKeto = 4) NKeto = 2

Enol-Isomer 55 ppm (IEnol = 113) NEnol = 1

0415)1655(1001

9684)1655(100655

1

655

14

2311

NI

NI

NI

NI

n

n

Keto

Enol

EnolKeto

KetoEnol

KetoKeto

EnolEnol

Keto

Enol

Praktikum Analytische Chemie I (Wintersemester 201516)

Integral

37

Praktikum Analytische Chemie I (Wintersemester 201516)

NO2

CH

H3C CH3

NO2

H2C

H2C

CH3

1-nitropropane2-nitropropane

Uumlbung 1 Entwickeln Sie zur vorliegenden Struktur das 1H- Spektrum

15

Praktikum Analytische Chemie I (Wintersemester 201516)

Septett Dublett Triplett Sextett Triplett

NO2

CH

H3C CH3

NO2

H2C

H2C

CH3

1-nitropropane2-nitropropane

KEINE KOPPLUNGEN FUumlR 13C SPEKTREN SIE SIND ENTKOPPELT 001 x 001 = 00001 = 1 10000

Intensitaumlt 3 aumlquivalenten H in 121 geteilt

2 aumlquivalenten H in 121 geteilt

2 aumlquivalenten H in 15101051 geteilt

16

Intensitaumlt 1 H in einen Septett geteilt 164 664 1564 2064 1564 664 164

Intensitaumlt 6 aumlquivalenten H in 2 geteilt

Uumlbung 1 Entwickeln Sie zur vorliegenden Struktur das 1H- Spektrum

Praktikum Analytische Chemie I (Wintersemester 201516)

5 Kopplungskonstanten

bull Berechnung der Kopplungskonstante J nach folgender Formel

bull Beschreibungsregel δ Multiplizitaumlt (J)

zB 305 t (825) = Triplett an 305ppm J = 825Hz

bull δ fuumlr ungerade Anzahl von Peaks der in der Mitte

δ fuumlr gerade Anzahl von Peaks der Mittelwert

J = Δδ middot ν0

Δδ ppm ν0 MHz =gt 10-6 x 106

Kopplungskonstanten coupling constants

Praktikum Analytische Chemie I (Wintersemester 201516) 17

Praktikum Analytische Chemie I (Wintersemester 201516)

1H NMR (200 MHz) (35996 - 35690) x 200 = 612 (35690 ndash 35384) x 200 = 612 (22351 ndash 21999) x 200 = 704 ( 21999 ndash 21651) x 200 = 696 (16823 ndash 16501) x 200 = 644 (16501 ndash 16171) x 200 = 660 (16171 ndash 15844) x 200 = 654 (15844 ndash 15507) x 200 = 674

357 t (J = 612 Hz) 220 t (J = 701 Hz) 162 quin (J = 658 Hz)

bull Entnahme von Kopplungskonstanten

ppm (t1) 0010203040

0

10000000

20000000

30000000

40000000

50000000

6000000035

996

35

690

35

384

33

182

22

351

21

999

21

651

16

823

16

501

16

171

15

844

15

507

13

223

11

163

10

812

10

461

03

163

00

191

19

2

09

7

20

0

20

2

90

0

01

2

00

7

00

191

18

Praktikum Analytische Chemie I (Wintersemester 201516)

Kopplungskonstanten

Wenn es ungesaumlttigte Bindungen gibt kann man

die Protonen in einer groumlszligeren Entfernung

bdquosehenldquo

Praktikum Analytische Chemie I (Wintersemester 201516) 19

Praktikum Analytische Chemie I (Wintersemester 201516)

H3C HC

H3C

O CH2

CH3

(35305 ndash 35105) x 300 = 6 Hz

(32473 ndash 32240) x 300 = 699 Hz

(11620 ndash 11386) x 300 = 702 Hz

(11203 ndash 11003) x 300 = 6 Hz

35005 q (6) 2 H connected to CH3

32007 sept (699) 1 H connected to CH6 ( 2xCH3 )

11503 d (702) 6 H connected to CH

11003 t (6) 3 H connected to CH2

δ = 32 35 lt=gt typische O-CHx Werte

Uumlbung 2Ermitteln Sie die Struktur

H3C HC

H3C

O CH2

CH3

20

H3C HC

H3C

O CH2

CH3

Praktikum Analytische Chemie I (Wintersemester 201516)

CH C

Br

Br

H

H

H

δ = 555

CH

α

β

γ

frac12 frac12

frac12 frac12 frac12

frac12

frac12 frac12 frac12 frac12 frac12 frac12

frac12 frac12

frac12 frac14 frac14

18 38 38 18

JA-B

JA-B JA-B

JA-B JA-B JA-B

Aber hier waren alle

Kopplungskonstanten gleich

Quartett

1 3 3 1

Strichdiagramm coupling diagram splitting diagram bar diagramhellip

6 Strichdiagramme

J=75Hz

Unpraktisch

Praktikum Analytische Chemie I (Wintersemester 201516) 21

Praktikum Analytische Chemie I (Wintersemester 201516)

Strichdiagramme

CH C

HC

Br

H

H

H

HOOH

δ = 550

JA-B

JA-B JA-B

JA-B JA-B JA-B

JA-c JA-c JA-c JA-c

8 Peaks aber kein Oktett

Doppelquartett qd

Praktikum Analytische Chemie I (Wintersemester 201516) 22

Praktikum Analytische Chemie I (Wintersemester 201516)

Strichdiagrammen

JA plusmn 18 Hz

JB plusmn 9 Hz

JC plusmn 3Hz

Praktikum Analytische Chemie I (Wintersemester 201516) 23

Praktikum Analytische Chemie I (Wintersemester 201516)

Uumlbung 3 Welches Signal gehoumlrt zu welchem Proton

Cl

HO

H a

H b

H cCl

24

Praktikum Analytische Chemie I (Wintersemester 201516)

8 Hz

8 Hz 8 Hz

8 Hz 8 Hz

2 Hz 2 Hz 2 Hz 2 Hz

Cl

HO

H a

H b

H cCl

8 Hz

8 Hz

725

ppm

2 Hz

Hb Hc Ha

t

dd dd

25

Uumlbung 3 Welches Signal gehoumlrt zu welchem Proton

Praktikum Analytische Chemie I (Wintersemester 201516)

Uumlbung 4 Erstellen Sie das Strichdiagramm von H1 und H2

und berechnen Sie die Kopplungskonstanten

26

1H NMR (400 MHz) H1 95501 95299

H2 60601 60798 61021 61213

(95501 ndash 95299) x 400 = 808 Hz

1 Dublett bestimmen (Mittelpunkt) (60798 ndash 60601)2+60601 = 606995 (61213 ndash 61021)2+61021 = 61117

(61117ndash 606995) x 400 = 1670 Hz

2 Dublett bestimmen (60798 ndash 60601) x 400 =788 (61213 ndash 61021) x 400 =768

H2 609 dd (3J = 1670 Hz 3J = 778 Hz) H1 954 d (3J = 808 Hz)

Praktikum Analytische Chemie I (Wintersemester 201516)

Spektren 1 Ordnung Δν sehr viel groumlszliger als Kopplungskonstante J [ΔνJ gt 7]

Multiplizitaumlt M= N+1 (gilt fuumlr Kerne mit I= frac12)

Vorliegen eines Spektrums houmlherer Ordnung bei starker Kopplung

Faustregel [ΔνJ lt 7]

7 Spektrenordnung

J J

J J

J J

J J

Dacheffekt

Dacheffekt roof effect

Cl

HO

H a

H b

H cCl

Hb Hc Ha

27

Praktikum Analytische Chemie I (Wintersemester 201516)

Was kann ich gegen houmlhere Ordnung machen

bull Kopplungskonstanten sind konstant

bull Chemische Verschiebung sind proportional zur Messfrequenz

Ein Geraumlt mit besserer Aufloumlsung (staumlrkeres Magnetfeld) nutzen

J = Δδ middot ν0 Δδ = J ν0

Bsp Kopplung Hb und Hc

δ (Hb)=7250 ppm

δ (Hc)=7105 ppm

J = 8 Hz

ν0 = 90 MHz Δν= Δδ ν0 =0145 ppm 90MHz =1305 Hz

Praktikum Analytische Chemie I (Wintersemester 201314)

Hb Hc Ha

Cl

HO

H a

H b

H cCl

Δδ=0145ppm

ν0 = 600 MHz Δν= Δδ ν0 =0145 ppm 600MHz =8700 Hz

[ΔνJ =19]

[ΔνJ = 109]

[ΔνJ lt 7] Spektrum houmlherer Ordnung

28

Praktikum Analytische Chemie I (Wintersemester 201516)

Uumlbung 5 Die Struktur einer Verbindung mit der Summenformel C6H7N ist zu erarbeiten Aufgenommen wurde ein 400 MHz Spektrum Alle Kopplungskonstanten und Signale sind zu entnehmen bzw zuzuordnen

29

Praktikum Analytische Chemie I (Wintersemester 201516)

Uumlbung 5 Die Struktur einer Verbindung mit der Summenformel C6H7N ist zu erarbeiten Aufgenommen wurde ein 400 Mhz Spektrum Alle Kopplungskonstanten und Signale sind zu entnehmen bzw zuzuordnen

DBE Double Bond Equivalent DBE = (2a + 2 - b + c ) 2

CaHbOxNc DBE C6H7N = (2 x 6 + 2 - 7 + 1)2 = 4

H2N or

N

CH3

Aus der Summenformel kann ein

Methyl-pyridin abgeleitet werden

(C5H4N-CH3)

CH2 Singulett zwischen

45 und 65ppm

Praktikum Analytische Chemie I (Wintersemester 201516) 30

Praktikum Analytische Chemie I (Wintersemester 201516)

ppm Multiplett J in Hz Zuordnung

844 bdquosldquo (nicht aufgeloumlstes

m)

H-2

841 bdquodldquo (nicht aufgeloumlstes

m)

J = 56 (= 3J56) H-6

747 d J = 76 (= 3J45) H-4

725 Chloroform

717 dd J1 = 72 (= 3J54)

J2 = 56 (= 3J56)

H-5

268 s CH3-Pyr

H

CH3

N H

H

H

2

34

5

6

Uumlbung 5 Die Struktur einer Verbindung mit der Summenformel C6H7N ist zu erarbeiten Aufgenommen wurde ein 400 Mhz Spektrum Alle Kopplungskonstanten und Signale sind zu entnehmen bzw zuzuordnen

Singulett

Dublett Dublett

Doppeldublett

Im Bereich bei 84 ppm sind 2

Signale vorhanden Position 2 und 6

sind mit H besetzt

Praktikum Analytische Chemie I (Wintersemester 201516) 31

Praktikum Analytische Chemie I (Wintersemester 201516)

Uumlbung 6 Eine Verbindung der Summenformel C6H10O2 zeigt ein UV-Spektrum bei 205nm Aus dem IR-Spektrum koumlnnen eine Esterfunktion und Doppelbindungssignale entnommen werden Das 250 MHz Spektrum der Verbiundung liegt vor Ordnen Sie alle Signale zu und bestimmen Sie die Konfiguration der Doppelbindung Weiterhin ist auch das 13C Spektrum gegeben Hier sind alle Signale zuzuordnen

Signallage in ppm Relative Intensitaumlt

16747 224

13672 368

125 1000

6066 776

1833 612

1426 612

5840 5848

5858 5832

Praktikum Analytische Chemie I (Wintersemester 201516) 32

Praktikum Analytische Chemie I (Wintersemester 201516)

Signallage in ppm Relative Intensitaumlt

16747 224

13672 368

125 1000

6066 776

1833 612

1426 612

DBE = (6 x 2 + 2 ndash 10) 2 = 2 Ester + 1 Doppelbindung

13C 167 = Ester

60 = O ndash R

136 und 125 = C=C

18 und 14 = terminale CH3

5840 5848

5858 5832

Praktikum Analytische Chemie I (Wintersemester 201516) 33

Praktikum Analytische Chemie I (Wintersemester 201516)

DBE = (6 x 2 + 2 ndash 10) 2 = 2 Ester + 1 Doppelbindung

13C 167 = Ester

60 = O ndash R

136 und 125 = C=C

18 und 14 = terminale CH3

(130 ndash 127) x 250 = 75 3H 127 t (75) (188 ndash 187) x 250 = 25 3H 186 dd (75 25) (188 ndash 185) x 250 = 75 (421 ndash 418) x 250 = 75 2H 416 q (75) (5858 ndash 5848) x 250 = 25 1H 581 dq (25 ) (703 ndash 700) x 250 = 75 1H 695 dq (175 75) (700 ndash 693) x 250 = 175

O-CH2-CH3

l

C=O

l

5840 5848

5858 5832

Praktikum Analytische Chemie I (Wintersemester 201516) 34

Praktikum Analytische Chemie I (Wintersemester 201516)

DBE = (6 x 2 + 2 ndash 10) 2 = 2 Ester + 1 Doppelbindung

13C 167 = Ester

60 = O ndash R

136 und 125 = C=C

18 und 14 = terminale CH3

(130 ndash 127) x 250 = 75 3H 127 t (75) (188 ndash 187) x 250 = 25 3H 186 dd (75 25) (188 ndash 185) x 250 = 75 (421 ndash 418) x 250 = 75 2H 416 q (75) (5858 ndash 5848) x 250 = 25 1H 581 dq (25 ) (703 ndash 700) x 250 = 75 1H 695 dq (175 75) (700 ndash 693) x 250 = 175

O-CH2-CH3

l

C=O

l

C=C-CH3

H H E oder Z

5840 5848

5858 5832

Praktikum Analytische Chemie I (Wintersemester 201516)

1 2

3

4 5 6

1 2 2

1

6

6

5 5

4 4

35

Praktikum Analytische Chemie I (Wintersemester 201516)

UV Grundchromophor Enon Berechnung (Woodward-Regeln) Grundwert 193 nm (X = OR) -Alkyl 12 nm Gesamt 205 nm (experimentell 205 nm)

C C C OH

CH3 H OR

ppm rel Int Multiplett J in Hz Zuordnung

695 1 dq

tlw uumlberlagert

J1 = 175 ( 3Jtrans-Alken)

J2 = 65 ( 3J3)

trans-CH3-CH=CH-

581 1 dq J1 = ( 3Jtrans-Alken) 175

J2 = 25 ( 4J3+1)

trans-CH3-CH=CH-

416 2 q J = 75 ( 3J3) O-CH2-(CH3)

186 3 dd J1 = 75 ( 3J3)

J2 = 25 ( 4J3+1)

CH3-CH=CH-

127 3 t J = 75 ( 3J3) CH3-(CH2-)

Strichdiagramm zur Ermittlung der beiden Kopplungskonstanten zum Signal bei 695 ppm

697

696

694

693

703

700

688

691

J1

J2 J2 J2 J2 J2 J2

= 695

OCH2

O

H

H

CH3

695 (dq)

581 (dq)186 (dd)

CH3

417 (q)

127 (t)

Praktikum Analytische Chemie I (Wintersemester 201516) 36

Praktikum Analytische Chemie I (Wintersemester 201516)

Uumlbung 7 Ermitteln Sie aus dem 1H-NMR-Spektrum das Molverhaumlltnis der tautomeren Keto-Enol-Form von Acetylaceton

bullSignalauswahl

Keto-Isomer 36 ppm (IKeto = 4) NKeto = 2

Enol-Isomer 55 ppm (IEnol = 113) NEnol = 1

0415)1655(1001

9684)1655(100655

1

655

14

2311

NI

NI

NI

NI

n

n

Keto

Enol

EnolKeto

KetoEnol

KetoKeto

EnolEnol

Keto

Enol

Praktikum Analytische Chemie I (Wintersemester 201516)

Integral

37

Praktikum Analytische Chemie I (Wintersemester 201516)

Septett Dublett Triplett Sextett Triplett

NO2

CH

H3C CH3

NO2

H2C

H2C

CH3

1-nitropropane2-nitropropane

KEINE KOPPLUNGEN FUumlR 13C SPEKTREN SIE SIND ENTKOPPELT 001 x 001 = 00001 = 1 10000

Intensitaumlt 3 aumlquivalenten H in 121 geteilt

2 aumlquivalenten H in 121 geteilt

2 aumlquivalenten H in 15101051 geteilt

16

Intensitaumlt 1 H in einen Septett geteilt 164 664 1564 2064 1564 664 164

Intensitaumlt 6 aumlquivalenten H in 2 geteilt

Uumlbung 1 Entwickeln Sie zur vorliegenden Struktur das 1H- Spektrum

Praktikum Analytische Chemie I (Wintersemester 201516)

5 Kopplungskonstanten

bull Berechnung der Kopplungskonstante J nach folgender Formel

bull Beschreibungsregel δ Multiplizitaumlt (J)

zB 305 t (825) = Triplett an 305ppm J = 825Hz

bull δ fuumlr ungerade Anzahl von Peaks der in der Mitte

δ fuumlr gerade Anzahl von Peaks der Mittelwert

J = Δδ middot ν0

Δδ ppm ν0 MHz =gt 10-6 x 106

Kopplungskonstanten coupling constants

Praktikum Analytische Chemie I (Wintersemester 201516) 17

Praktikum Analytische Chemie I (Wintersemester 201516)

1H NMR (200 MHz) (35996 - 35690) x 200 = 612 (35690 ndash 35384) x 200 = 612 (22351 ndash 21999) x 200 = 704 ( 21999 ndash 21651) x 200 = 696 (16823 ndash 16501) x 200 = 644 (16501 ndash 16171) x 200 = 660 (16171 ndash 15844) x 200 = 654 (15844 ndash 15507) x 200 = 674

357 t (J = 612 Hz) 220 t (J = 701 Hz) 162 quin (J = 658 Hz)

bull Entnahme von Kopplungskonstanten

ppm (t1) 0010203040

0

10000000

20000000

30000000

40000000

50000000

6000000035

996

35

690

35

384

33

182

22

351

21

999

21

651

16

823

16

501

16

171

15

844

15

507

13

223

11

163

10

812

10

461

03

163

00

191

19

2

09

7

20

0

20

2

90

0

01

2

00

7

00

191

18

Praktikum Analytische Chemie I (Wintersemester 201516)

Kopplungskonstanten

Wenn es ungesaumlttigte Bindungen gibt kann man

die Protonen in einer groumlszligeren Entfernung

bdquosehenldquo

Praktikum Analytische Chemie I (Wintersemester 201516) 19

Praktikum Analytische Chemie I (Wintersemester 201516)

H3C HC

H3C

O CH2

CH3

(35305 ndash 35105) x 300 = 6 Hz

(32473 ndash 32240) x 300 = 699 Hz

(11620 ndash 11386) x 300 = 702 Hz

(11203 ndash 11003) x 300 = 6 Hz

35005 q (6) 2 H connected to CH3

32007 sept (699) 1 H connected to CH6 ( 2xCH3 )

11503 d (702) 6 H connected to CH

11003 t (6) 3 H connected to CH2

δ = 32 35 lt=gt typische O-CHx Werte

Uumlbung 2Ermitteln Sie die Struktur

H3C HC

H3C

O CH2

CH3

20

H3C HC

H3C

O CH2

CH3

Praktikum Analytische Chemie I (Wintersemester 201516)

CH C

Br

Br

H

H

H

δ = 555

CH

α

β

γ

frac12 frac12

frac12 frac12 frac12

frac12

frac12 frac12 frac12 frac12 frac12 frac12

frac12 frac12

frac12 frac14 frac14

18 38 38 18

JA-B

JA-B JA-B

JA-B JA-B JA-B

Aber hier waren alle

Kopplungskonstanten gleich

Quartett

1 3 3 1

Strichdiagramm coupling diagram splitting diagram bar diagramhellip

6 Strichdiagramme

J=75Hz

Unpraktisch

Praktikum Analytische Chemie I (Wintersemester 201516) 21

Praktikum Analytische Chemie I (Wintersemester 201516)

Strichdiagramme

CH C

HC

Br

H

H

H

HOOH

δ = 550

JA-B

JA-B JA-B

JA-B JA-B JA-B

JA-c JA-c JA-c JA-c

8 Peaks aber kein Oktett

Doppelquartett qd

Praktikum Analytische Chemie I (Wintersemester 201516) 22

Praktikum Analytische Chemie I (Wintersemester 201516)

Strichdiagrammen

JA plusmn 18 Hz

JB plusmn 9 Hz

JC plusmn 3Hz

Praktikum Analytische Chemie I (Wintersemester 201516) 23

Praktikum Analytische Chemie I (Wintersemester 201516)

Uumlbung 3 Welches Signal gehoumlrt zu welchem Proton

Cl

HO

H a

H b

H cCl

24

Praktikum Analytische Chemie I (Wintersemester 201516)

8 Hz

8 Hz 8 Hz

8 Hz 8 Hz

2 Hz 2 Hz 2 Hz 2 Hz

Cl

HO

H a

H b

H cCl

8 Hz

8 Hz

725

ppm

2 Hz

Hb Hc Ha

t

dd dd

25

Uumlbung 3 Welches Signal gehoumlrt zu welchem Proton

Praktikum Analytische Chemie I (Wintersemester 201516)

Uumlbung 4 Erstellen Sie das Strichdiagramm von H1 und H2

und berechnen Sie die Kopplungskonstanten

26

1H NMR (400 MHz) H1 95501 95299

H2 60601 60798 61021 61213

(95501 ndash 95299) x 400 = 808 Hz

1 Dublett bestimmen (Mittelpunkt) (60798 ndash 60601)2+60601 = 606995 (61213 ndash 61021)2+61021 = 61117

(61117ndash 606995) x 400 = 1670 Hz

2 Dublett bestimmen (60798 ndash 60601) x 400 =788 (61213 ndash 61021) x 400 =768

H2 609 dd (3J = 1670 Hz 3J = 778 Hz) H1 954 d (3J = 808 Hz)

Praktikum Analytische Chemie I (Wintersemester 201516)

Spektren 1 Ordnung Δν sehr viel groumlszliger als Kopplungskonstante J [ΔνJ gt 7]

Multiplizitaumlt M= N+1 (gilt fuumlr Kerne mit I= frac12)

Vorliegen eines Spektrums houmlherer Ordnung bei starker Kopplung

Faustregel [ΔνJ lt 7]

7 Spektrenordnung

J J

J J

J J

J J

Dacheffekt

Dacheffekt roof effect

Cl

HO

H a

H b

H cCl

Hb Hc Ha

27

Praktikum Analytische Chemie I (Wintersemester 201516)

Was kann ich gegen houmlhere Ordnung machen

bull Kopplungskonstanten sind konstant

bull Chemische Verschiebung sind proportional zur Messfrequenz

Ein Geraumlt mit besserer Aufloumlsung (staumlrkeres Magnetfeld) nutzen

J = Δδ middot ν0 Δδ = J ν0

Bsp Kopplung Hb und Hc

δ (Hb)=7250 ppm

δ (Hc)=7105 ppm

J = 8 Hz

ν0 = 90 MHz Δν= Δδ ν0 =0145 ppm 90MHz =1305 Hz

Praktikum Analytische Chemie I (Wintersemester 201314)

Hb Hc Ha

Cl

HO

H a

H b

H cCl

Δδ=0145ppm

ν0 = 600 MHz Δν= Δδ ν0 =0145 ppm 600MHz =8700 Hz

[ΔνJ =19]

[ΔνJ = 109]

[ΔνJ lt 7] Spektrum houmlherer Ordnung

28

Praktikum Analytische Chemie I (Wintersemester 201516)

Uumlbung 5 Die Struktur einer Verbindung mit der Summenformel C6H7N ist zu erarbeiten Aufgenommen wurde ein 400 MHz Spektrum Alle Kopplungskonstanten und Signale sind zu entnehmen bzw zuzuordnen

29

Praktikum Analytische Chemie I (Wintersemester 201516)

Uumlbung 5 Die Struktur einer Verbindung mit der Summenformel C6H7N ist zu erarbeiten Aufgenommen wurde ein 400 Mhz Spektrum Alle Kopplungskonstanten und Signale sind zu entnehmen bzw zuzuordnen

DBE Double Bond Equivalent DBE = (2a + 2 - b + c ) 2

CaHbOxNc DBE C6H7N = (2 x 6 + 2 - 7 + 1)2 = 4

H2N or

N

CH3

Aus der Summenformel kann ein

Methyl-pyridin abgeleitet werden

(C5H4N-CH3)

CH2 Singulett zwischen

45 und 65ppm

Praktikum Analytische Chemie I (Wintersemester 201516) 30

Praktikum Analytische Chemie I (Wintersemester 201516)

ppm Multiplett J in Hz Zuordnung

844 bdquosldquo (nicht aufgeloumlstes

m)

H-2

841 bdquodldquo (nicht aufgeloumlstes

m)

J = 56 (= 3J56) H-6

747 d J = 76 (= 3J45) H-4

725 Chloroform

717 dd J1 = 72 (= 3J54)

J2 = 56 (= 3J56)

H-5

268 s CH3-Pyr

H

CH3

N H

H

H

2

34

5

6

Uumlbung 5 Die Struktur einer Verbindung mit der Summenformel C6H7N ist zu erarbeiten Aufgenommen wurde ein 400 Mhz Spektrum Alle Kopplungskonstanten und Signale sind zu entnehmen bzw zuzuordnen

Singulett

Dublett Dublett

Doppeldublett

Im Bereich bei 84 ppm sind 2

Signale vorhanden Position 2 und 6

sind mit H besetzt

Praktikum Analytische Chemie I (Wintersemester 201516) 31

Praktikum Analytische Chemie I (Wintersemester 201516)

Uumlbung 6 Eine Verbindung der Summenformel C6H10O2 zeigt ein UV-Spektrum bei 205nm Aus dem IR-Spektrum koumlnnen eine Esterfunktion und Doppelbindungssignale entnommen werden Das 250 MHz Spektrum der Verbiundung liegt vor Ordnen Sie alle Signale zu und bestimmen Sie die Konfiguration der Doppelbindung Weiterhin ist auch das 13C Spektrum gegeben Hier sind alle Signale zuzuordnen

Signallage in ppm Relative Intensitaumlt

16747 224

13672 368

125 1000

6066 776

1833 612

1426 612

5840 5848

5858 5832

Praktikum Analytische Chemie I (Wintersemester 201516) 32

Praktikum Analytische Chemie I (Wintersemester 201516)

Signallage in ppm Relative Intensitaumlt

16747 224

13672 368

125 1000

6066 776

1833 612

1426 612

DBE = (6 x 2 + 2 ndash 10) 2 = 2 Ester + 1 Doppelbindung

13C 167 = Ester

60 = O ndash R

136 und 125 = C=C

18 und 14 = terminale CH3

5840 5848

5858 5832

Praktikum Analytische Chemie I (Wintersemester 201516) 33

Praktikum Analytische Chemie I (Wintersemester 201516)

DBE = (6 x 2 + 2 ndash 10) 2 = 2 Ester + 1 Doppelbindung

13C 167 = Ester

60 = O ndash R

136 und 125 = C=C

18 und 14 = terminale CH3

(130 ndash 127) x 250 = 75 3H 127 t (75) (188 ndash 187) x 250 = 25 3H 186 dd (75 25) (188 ndash 185) x 250 = 75 (421 ndash 418) x 250 = 75 2H 416 q (75) (5858 ndash 5848) x 250 = 25 1H 581 dq (25 ) (703 ndash 700) x 250 = 75 1H 695 dq (175 75) (700 ndash 693) x 250 = 175

O-CH2-CH3

l

C=O

l

5840 5848

5858 5832

Praktikum Analytische Chemie I (Wintersemester 201516) 34

Praktikum Analytische Chemie I (Wintersemester 201516)

DBE = (6 x 2 + 2 ndash 10) 2 = 2 Ester + 1 Doppelbindung

13C 167 = Ester

60 = O ndash R

136 und 125 = C=C

18 und 14 = terminale CH3

(130 ndash 127) x 250 = 75 3H 127 t (75) (188 ndash 187) x 250 = 25 3H 186 dd (75 25) (188 ndash 185) x 250 = 75 (421 ndash 418) x 250 = 75 2H 416 q (75) (5858 ndash 5848) x 250 = 25 1H 581 dq (25 ) (703 ndash 700) x 250 = 75 1H 695 dq (175 75) (700 ndash 693) x 250 = 175

O-CH2-CH3

l

C=O

l

C=C-CH3

H H E oder Z

5840 5848

5858 5832

Praktikum Analytische Chemie I (Wintersemester 201516)

1 2

3

4 5 6

1 2 2

1

6

6

5 5

4 4

35

Praktikum Analytische Chemie I (Wintersemester 201516)

UV Grundchromophor Enon Berechnung (Woodward-Regeln) Grundwert 193 nm (X = OR) -Alkyl 12 nm Gesamt 205 nm (experimentell 205 nm)

C C C OH

CH3 H OR

ppm rel Int Multiplett J in Hz Zuordnung

695 1 dq

tlw uumlberlagert

J1 = 175 ( 3Jtrans-Alken)

J2 = 65 ( 3J3)

trans-CH3-CH=CH-

581 1 dq J1 = ( 3Jtrans-Alken) 175

J2 = 25 ( 4J3+1)

trans-CH3-CH=CH-

416 2 q J = 75 ( 3J3) O-CH2-(CH3)

186 3 dd J1 = 75 ( 3J3)

J2 = 25 ( 4J3+1)

CH3-CH=CH-

127 3 t J = 75 ( 3J3) CH3-(CH2-)

Strichdiagramm zur Ermittlung der beiden Kopplungskonstanten zum Signal bei 695 ppm

697

696

694

693

703

700

688

691

J1

J2 J2 J2 J2 J2 J2

= 695

OCH2

O

H

H

CH3

695 (dq)

581 (dq)186 (dd)

CH3

417 (q)

127 (t)

Praktikum Analytische Chemie I (Wintersemester 201516) 36

Praktikum Analytische Chemie I (Wintersemester 201516)

Uumlbung 7 Ermitteln Sie aus dem 1H-NMR-Spektrum das Molverhaumlltnis der tautomeren Keto-Enol-Form von Acetylaceton

bullSignalauswahl

Keto-Isomer 36 ppm (IKeto = 4) NKeto = 2

Enol-Isomer 55 ppm (IEnol = 113) NEnol = 1

0415)1655(1001

9684)1655(100655

1

655

14

2311

NI

NI

NI

NI

n

n

Keto

Enol

EnolKeto

KetoEnol

KetoKeto

EnolEnol

Keto

Enol

Praktikum Analytische Chemie I (Wintersemester 201516)

Integral

37

Praktikum Analytische Chemie I (Wintersemester 201516)

5 Kopplungskonstanten

bull Berechnung der Kopplungskonstante J nach folgender Formel

bull Beschreibungsregel δ Multiplizitaumlt (J)

zB 305 t (825) = Triplett an 305ppm J = 825Hz

bull δ fuumlr ungerade Anzahl von Peaks der in der Mitte

δ fuumlr gerade Anzahl von Peaks der Mittelwert

J = Δδ middot ν0

Δδ ppm ν0 MHz =gt 10-6 x 106

Kopplungskonstanten coupling constants

Praktikum Analytische Chemie I (Wintersemester 201516) 17

Praktikum Analytische Chemie I (Wintersemester 201516)

1H NMR (200 MHz) (35996 - 35690) x 200 = 612 (35690 ndash 35384) x 200 = 612 (22351 ndash 21999) x 200 = 704 ( 21999 ndash 21651) x 200 = 696 (16823 ndash 16501) x 200 = 644 (16501 ndash 16171) x 200 = 660 (16171 ndash 15844) x 200 = 654 (15844 ndash 15507) x 200 = 674

357 t (J = 612 Hz) 220 t (J = 701 Hz) 162 quin (J = 658 Hz)

bull Entnahme von Kopplungskonstanten

ppm (t1) 0010203040

0

10000000

20000000

30000000

40000000

50000000

6000000035

996

35

690

35

384

33

182

22

351

21

999

21

651

16

823

16

501

16

171

15

844

15

507

13

223

11

163

10

812

10

461

03

163

00

191

19

2

09

7

20

0

20

2

90

0

01

2

00

7

00

191

18

Praktikum Analytische Chemie I (Wintersemester 201516)

Kopplungskonstanten

Wenn es ungesaumlttigte Bindungen gibt kann man

die Protonen in einer groumlszligeren Entfernung

bdquosehenldquo

Praktikum Analytische Chemie I (Wintersemester 201516) 19

Praktikum Analytische Chemie I (Wintersemester 201516)

H3C HC

H3C

O CH2

CH3

(35305 ndash 35105) x 300 = 6 Hz

(32473 ndash 32240) x 300 = 699 Hz

(11620 ndash 11386) x 300 = 702 Hz

(11203 ndash 11003) x 300 = 6 Hz

35005 q (6) 2 H connected to CH3

32007 sept (699) 1 H connected to CH6 ( 2xCH3 )

11503 d (702) 6 H connected to CH

11003 t (6) 3 H connected to CH2

δ = 32 35 lt=gt typische O-CHx Werte

Uumlbung 2Ermitteln Sie die Struktur

H3C HC

H3C

O CH2

CH3

20

H3C HC

H3C

O CH2

CH3

Praktikum Analytische Chemie I (Wintersemester 201516)

CH C

Br

Br

H

H

H

δ = 555

CH

α

β

γ

frac12 frac12

frac12 frac12 frac12

frac12

frac12 frac12 frac12 frac12 frac12 frac12

frac12 frac12

frac12 frac14 frac14

18 38 38 18

JA-B

JA-B JA-B

JA-B JA-B JA-B

Aber hier waren alle

Kopplungskonstanten gleich

Quartett

1 3 3 1

Strichdiagramm coupling diagram splitting diagram bar diagramhellip

6 Strichdiagramme

J=75Hz

Unpraktisch

Praktikum Analytische Chemie I (Wintersemester 201516) 21

Praktikum Analytische Chemie I (Wintersemester 201516)

Strichdiagramme

CH C

HC

Br

H

H

H

HOOH

δ = 550

JA-B

JA-B JA-B

JA-B JA-B JA-B

JA-c JA-c JA-c JA-c

8 Peaks aber kein Oktett

Doppelquartett qd

Praktikum Analytische Chemie I (Wintersemester 201516) 22

Praktikum Analytische Chemie I (Wintersemester 201516)

Strichdiagrammen

JA plusmn 18 Hz

JB plusmn 9 Hz

JC plusmn 3Hz

Praktikum Analytische Chemie I (Wintersemester 201516) 23

Praktikum Analytische Chemie I (Wintersemester 201516)

Uumlbung 3 Welches Signal gehoumlrt zu welchem Proton

Cl

HO

H a

H b

H cCl

24

Praktikum Analytische Chemie I (Wintersemester 201516)

8 Hz

8 Hz 8 Hz

8 Hz 8 Hz

2 Hz 2 Hz 2 Hz 2 Hz

Cl

HO

H a

H b

H cCl

8 Hz

8 Hz

725

ppm

2 Hz

Hb Hc Ha

t

dd dd

25

Uumlbung 3 Welches Signal gehoumlrt zu welchem Proton

Praktikum Analytische Chemie I (Wintersemester 201516)

Uumlbung 4 Erstellen Sie das Strichdiagramm von H1 und H2

und berechnen Sie die Kopplungskonstanten

26

1H NMR (400 MHz) H1 95501 95299

H2 60601 60798 61021 61213

(95501 ndash 95299) x 400 = 808 Hz

1 Dublett bestimmen (Mittelpunkt) (60798 ndash 60601)2+60601 = 606995 (61213 ndash 61021)2+61021 = 61117

(61117ndash 606995) x 400 = 1670 Hz

2 Dublett bestimmen (60798 ndash 60601) x 400 =788 (61213 ndash 61021) x 400 =768

H2 609 dd (3J = 1670 Hz 3J = 778 Hz) H1 954 d (3J = 808 Hz)

Praktikum Analytische Chemie I (Wintersemester 201516)

Spektren 1 Ordnung Δν sehr viel groumlszliger als Kopplungskonstante J [ΔνJ gt 7]

Multiplizitaumlt M= N+1 (gilt fuumlr Kerne mit I= frac12)

Vorliegen eines Spektrums houmlherer Ordnung bei starker Kopplung

Faustregel [ΔνJ lt 7]

7 Spektrenordnung

J J

J J

J J

J J

Dacheffekt

Dacheffekt roof effect

Cl

HO

H a

H b

H cCl

Hb Hc Ha

27

Praktikum Analytische Chemie I (Wintersemester 201516)

Was kann ich gegen houmlhere Ordnung machen

bull Kopplungskonstanten sind konstant

bull Chemische Verschiebung sind proportional zur Messfrequenz

Ein Geraumlt mit besserer Aufloumlsung (staumlrkeres Magnetfeld) nutzen

J = Δδ middot ν0 Δδ = J ν0

Bsp Kopplung Hb und Hc

δ (Hb)=7250 ppm

δ (Hc)=7105 ppm

J = 8 Hz

ν0 = 90 MHz Δν= Δδ ν0 =0145 ppm 90MHz =1305 Hz

Praktikum Analytische Chemie I (Wintersemester 201314)

Hb Hc Ha

Cl

HO

H a

H b

H cCl

Δδ=0145ppm

ν0 = 600 MHz Δν= Δδ ν0 =0145 ppm 600MHz =8700 Hz

[ΔνJ =19]

[ΔνJ = 109]

[ΔνJ lt 7] Spektrum houmlherer Ordnung

28

Praktikum Analytische Chemie I (Wintersemester 201516)

Uumlbung 5 Die Struktur einer Verbindung mit der Summenformel C6H7N ist zu erarbeiten Aufgenommen wurde ein 400 MHz Spektrum Alle Kopplungskonstanten und Signale sind zu entnehmen bzw zuzuordnen

29

Praktikum Analytische Chemie I (Wintersemester 201516)

Uumlbung 5 Die Struktur einer Verbindung mit der Summenformel C6H7N ist zu erarbeiten Aufgenommen wurde ein 400 Mhz Spektrum Alle Kopplungskonstanten und Signale sind zu entnehmen bzw zuzuordnen

DBE Double Bond Equivalent DBE = (2a + 2 - b + c ) 2

CaHbOxNc DBE C6H7N = (2 x 6 + 2 - 7 + 1)2 = 4

H2N or

N

CH3

Aus der Summenformel kann ein

Methyl-pyridin abgeleitet werden

(C5H4N-CH3)

CH2 Singulett zwischen

45 und 65ppm

Praktikum Analytische Chemie I (Wintersemester 201516) 30

Praktikum Analytische Chemie I (Wintersemester 201516)

ppm Multiplett J in Hz Zuordnung

844 bdquosldquo (nicht aufgeloumlstes

m)

H-2

841 bdquodldquo (nicht aufgeloumlstes

m)

J = 56 (= 3J56) H-6

747 d J = 76 (= 3J45) H-4

725 Chloroform

717 dd J1 = 72 (= 3J54)

J2 = 56 (= 3J56)

H-5

268 s CH3-Pyr

H

CH3

N H

H

H

2

34

5

6

Uumlbung 5 Die Struktur einer Verbindung mit der Summenformel C6H7N ist zu erarbeiten Aufgenommen wurde ein 400 Mhz Spektrum Alle Kopplungskonstanten und Signale sind zu entnehmen bzw zuzuordnen

Singulett

Dublett Dublett

Doppeldublett

Im Bereich bei 84 ppm sind 2

Signale vorhanden Position 2 und 6

sind mit H besetzt

Praktikum Analytische Chemie I (Wintersemester 201516) 31

Praktikum Analytische Chemie I (Wintersemester 201516)

Uumlbung 6 Eine Verbindung der Summenformel C6H10O2 zeigt ein UV-Spektrum bei 205nm Aus dem IR-Spektrum koumlnnen eine Esterfunktion und Doppelbindungssignale entnommen werden Das 250 MHz Spektrum der Verbiundung liegt vor Ordnen Sie alle Signale zu und bestimmen Sie die Konfiguration der Doppelbindung Weiterhin ist auch das 13C Spektrum gegeben Hier sind alle Signale zuzuordnen

Signallage in ppm Relative Intensitaumlt

16747 224

13672 368

125 1000

6066 776

1833 612

1426 612

5840 5848

5858 5832

Praktikum Analytische Chemie I (Wintersemester 201516) 32

Praktikum Analytische Chemie I (Wintersemester 201516)

Signallage in ppm Relative Intensitaumlt

16747 224

13672 368

125 1000

6066 776

1833 612

1426 612

DBE = (6 x 2 + 2 ndash 10) 2 = 2 Ester + 1 Doppelbindung

13C 167 = Ester

60 = O ndash R

136 und 125 = C=C

18 und 14 = terminale CH3

5840 5848

5858 5832

Praktikum Analytische Chemie I (Wintersemester 201516) 33

Praktikum Analytische Chemie I (Wintersemester 201516)

DBE = (6 x 2 + 2 ndash 10) 2 = 2 Ester + 1 Doppelbindung

13C 167 = Ester

60 = O ndash R

136 und 125 = C=C

18 und 14 = terminale CH3

(130 ndash 127) x 250 = 75 3H 127 t (75) (188 ndash 187) x 250 = 25 3H 186 dd (75 25) (188 ndash 185) x 250 = 75 (421 ndash 418) x 250 = 75 2H 416 q (75) (5858 ndash 5848) x 250 = 25 1H 581 dq (25 ) (703 ndash 700) x 250 = 75 1H 695 dq (175 75) (700 ndash 693) x 250 = 175

O-CH2-CH3

l

C=O

l

5840 5848

5858 5832

Praktikum Analytische Chemie I (Wintersemester 201516) 34

Praktikum Analytische Chemie I (Wintersemester 201516)

DBE = (6 x 2 + 2 ndash 10) 2 = 2 Ester + 1 Doppelbindung

13C 167 = Ester

60 = O ndash R

136 und 125 = C=C

18 und 14 = terminale CH3

(130 ndash 127) x 250 = 75 3H 127 t (75) (188 ndash 187) x 250 = 25 3H 186 dd (75 25) (188 ndash 185) x 250 = 75 (421 ndash 418) x 250 = 75 2H 416 q (75) (5858 ndash 5848) x 250 = 25 1H 581 dq (25 ) (703 ndash 700) x 250 = 75 1H 695 dq (175 75) (700 ndash 693) x 250 = 175

O-CH2-CH3

l

C=O

l

C=C-CH3

H H E oder Z

5840 5848

5858 5832

Praktikum Analytische Chemie I (Wintersemester 201516)

1 2

3

4 5 6

1 2 2

1

6

6

5 5

4 4

35

Praktikum Analytische Chemie I (Wintersemester 201516)

UV Grundchromophor Enon Berechnung (Woodward-Regeln) Grundwert 193 nm (X = OR) -Alkyl 12 nm Gesamt 205 nm (experimentell 205 nm)

C C C OH

CH3 H OR

ppm rel Int Multiplett J in Hz Zuordnung

695 1 dq

tlw uumlberlagert

J1 = 175 ( 3Jtrans-Alken)

J2 = 65 ( 3J3)

trans-CH3-CH=CH-

581 1 dq J1 = ( 3Jtrans-Alken) 175

J2 = 25 ( 4J3+1)

trans-CH3-CH=CH-

416 2 q J = 75 ( 3J3) O-CH2-(CH3)

186 3 dd J1 = 75 ( 3J3)

J2 = 25 ( 4J3+1)

CH3-CH=CH-

127 3 t J = 75 ( 3J3) CH3-(CH2-)

Strichdiagramm zur Ermittlung der beiden Kopplungskonstanten zum Signal bei 695 ppm

697

696

694

693

703

700

688

691

J1

J2 J2 J2 J2 J2 J2

= 695

OCH2

O

H

H

CH3

695 (dq)

581 (dq)186 (dd)

CH3

417 (q)

127 (t)

Praktikum Analytische Chemie I (Wintersemester 201516) 36

Praktikum Analytische Chemie I (Wintersemester 201516)

Uumlbung 7 Ermitteln Sie aus dem 1H-NMR-Spektrum das Molverhaumlltnis der tautomeren Keto-Enol-Form von Acetylaceton

bullSignalauswahl

Keto-Isomer 36 ppm (IKeto = 4) NKeto = 2

Enol-Isomer 55 ppm (IEnol = 113) NEnol = 1

0415)1655(1001

9684)1655(100655

1

655

14

2311

NI

NI

NI

NI

n

n

Keto

Enol

EnolKeto

KetoEnol

KetoKeto

EnolEnol

Keto

Enol

Praktikum Analytische Chemie I (Wintersemester 201516)

Integral

37

Praktikum Analytische Chemie I (Wintersemester 201516)

1H NMR (200 MHz) (35996 - 35690) x 200 = 612 (35690 ndash 35384) x 200 = 612 (22351 ndash 21999) x 200 = 704 ( 21999 ndash 21651) x 200 = 696 (16823 ndash 16501) x 200 = 644 (16501 ndash 16171) x 200 = 660 (16171 ndash 15844) x 200 = 654 (15844 ndash 15507) x 200 = 674

357 t (J = 612 Hz) 220 t (J = 701 Hz) 162 quin (J = 658 Hz)

bull Entnahme von Kopplungskonstanten

ppm (t1) 0010203040

0

10000000

20000000

30000000

40000000

50000000

6000000035

996

35

690

35

384

33

182

22

351

21

999

21

651

16

823

16

501

16

171

15

844

15

507

13

223

11

163

10

812

10

461

03

163

00

191

19

2

09

7

20

0

20

2

90

0

01

2

00

7

00

191

18

Praktikum Analytische Chemie I (Wintersemester 201516)

Kopplungskonstanten

Wenn es ungesaumlttigte Bindungen gibt kann man

die Protonen in einer groumlszligeren Entfernung

bdquosehenldquo

Praktikum Analytische Chemie I (Wintersemester 201516) 19

Praktikum Analytische Chemie I (Wintersemester 201516)

H3C HC

H3C

O CH2

CH3

(35305 ndash 35105) x 300 = 6 Hz

(32473 ndash 32240) x 300 = 699 Hz

(11620 ndash 11386) x 300 = 702 Hz

(11203 ndash 11003) x 300 = 6 Hz

35005 q (6) 2 H connected to CH3

32007 sept (699) 1 H connected to CH6 ( 2xCH3 )

11503 d (702) 6 H connected to CH

11003 t (6) 3 H connected to CH2

δ = 32 35 lt=gt typische O-CHx Werte

Uumlbung 2Ermitteln Sie die Struktur

H3C HC

H3C

O CH2

CH3

20

H3C HC

H3C

O CH2

CH3

Praktikum Analytische Chemie I (Wintersemester 201516)

CH C

Br

Br

H

H

H

δ = 555

CH

α

β

γ

frac12 frac12

frac12 frac12 frac12

frac12

frac12 frac12 frac12 frac12 frac12 frac12

frac12 frac12

frac12 frac14 frac14

18 38 38 18

JA-B

JA-B JA-B

JA-B JA-B JA-B

Aber hier waren alle

Kopplungskonstanten gleich

Quartett

1 3 3 1

Strichdiagramm coupling diagram splitting diagram bar diagramhellip

6 Strichdiagramme

J=75Hz

Unpraktisch

Praktikum Analytische Chemie I (Wintersemester 201516) 21

Praktikum Analytische Chemie I (Wintersemester 201516)

Strichdiagramme

CH C

HC

Br

H

H

H

HOOH

δ = 550

JA-B

JA-B JA-B

JA-B JA-B JA-B

JA-c JA-c JA-c JA-c

8 Peaks aber kein Oktett

Doppelquartett qd

Praktikum Analytische Chemie I (Wintersemester 201516) 22

Praktikum Analytische Chemie I (Wintersemester 201516)

Strichdiagrammen

JA plusmn 18 Hz

JB plusmn 9 Hz

JC plusmn 3Hz

Praktikum Analytische Chemie I (Wintersemester 201516) 23

Praktikum Analytische Chemie I (Wintersemester 201516)

Uumlbung 3 Welches Signal gehoumlrt zu welchem Proton

Cl

HO

H a

H b

H cCl

24

Praktikum Analytische Chemie I (Wintersemester 201516)

8 Hz

8 Hz 8 Hz

8 Hz 8 Hz

2 Hz 2 Hz 2 Hz 2 Hz

Cl

HO

H a

H b

H cCl

8 Hz

8 Hz

725

ppm

2 Hz

Hb Hc Ha

t

dd dd

25

Uumlbung 3 Welches Signal gehoumlrt zu welchem Proton

Praktikum Analytische Chemie I (Wintersemester 201516)

Uumlbung 4 Erstellen Sie das Strichdiagramm von H1 und H2

und berechnen Sie die Kopplungskonstanten

26

1H NMR (400 MHz) H1 95501 95299

H2 60601 60798 61021 61213

(95501 ndash 95299) x 400 = 808 Hz

1 Dublett bestimmen (Mittelpunkt) (60798 ndash 60601)2+60601 = 606995 (61213 ndash 61021)2+61021 = 61117

(61117ndash 606995) x 400 = 1670 Hz

2 Dublett bestimmen (60798 ndash 60601) x 400 =788 (61213 ndash 61021) x 400 =768

H2 609 dd (3J = 1670 Hz 3J = 778 Hz) H1 954 d (3J = 808 Hz)

Praktikum Analytische Chemie I (Wintersemester 201516)

Spektren 1 Ordnung Δν sehr viel groumlszliger als Kopplungskonstante J [ΔνJ gt 7]

Multiplizitaumlt M= N+1 (gilt fuumlr Kerne mit I= frac12)

Vorliegen eines Spektrums houmlherer Ordnung bei starker Kopplung

Faustregel [ΔνJ lt 7]

7 Spektrenordnung

J J

J J

J J

J J

Dacheffekt

Dacheffekt roof effect

Cl

HO

H a

H b

H cCl

Hb Hc Ha

27

Praktikum Analytische Chemie I (Wintersemester 201516)

Was kann ich gegen houmlhere Ordnung machen

bull Kopplungskonstanten sind konstant

bull Chemische Verschiebung sind proportional zur Messfrequenz

Ein Geraumlt mit besserer Aufloumlsung (staumlrkeres Magnetfeld) nutzen

J = Δδ middot ν0 Δδ = J ν0

Bsp Kopplung Hb und Hc

δ (Hb)=7250 ppm

δ (Hc)=7105 ppm

J = 8 Hz

ν0 = 90 MHz Δν= Δδ ν0 =0145 ppm 90MHz =1305 Hz

Praktikum Analytische Chemie I (Wintersemester 201314)

Hb Hc Ha

Cl

HO

H a

H b

H cCl

Δδ=0145ppm

ν0 = 600 MHz Δν= Δδ ν0 =0145 ppm 600MHz =8700 Hz

[ΔνJ =19]

[ΔνJ = 109]

[ΔνJ lt 7] Spektrum houmlherer Ordnung

28

Praktikum Analytische Chemie I (Wintersemester 201516)

Uumlbung 5 Die Struktur einer Verbindung mit der Summenformel C6H7N ist zu erarbeiten Aufgenommen wurde ein 400 MHz Spektrum Alle Kopplungskonstanten und Signale sind zu entnehmen bzw zuzuordnen

29

Praktikum Analytische Chemie I (Wintersemester 201516)

Uumlbung 5 Die Struktur einer Verbindung mit der Summenformel C6H7N ist zu erarbeiten Aufgenommen wurde ein 400 Mhz Spektrum Alle Kopplungskonstanten und Signale sind zu entnehmen bzw zuzuordnen

DBE Double Bond Equivalent DBE = (2a + 2 - b + c ) 2

CaHbOxNc DBE C6H7N = (2 x 6 + 2 - 7 + 1)2 = 4

H2N or

N

CH3

Aus der Summenformel kann ein

Methyl-pyridin abgeleitet werden

(C5H4N-CH3)

CH2 Singulett zwischen

45 und 65ppm

Praktikum Analytische Chemie I (Wintersemester 201516) 30

Praktikum Analytische Chemie I (Wintersemester 201516)

ppm Multiplett J in Hz Zuordnung

844 bdquosldquo (nicht aufgeloumlstes

m)

H-2

841 bdquodldquo (nicht aufgeloumlstes

m)

J = 56 (= 3J56) H-6

747 d J = 76 (= 3J45) H-4

725 Chloroform

717 dd J1 = 72 (= 3J54)

J2 = 56 (= 3J56)

H-5

268 s CH3-Pyr

H

CH3

N H

H

H

2

34

5

6

Uumlbung 5 Die Struktur einer Verbindung mit der Summenformel C6H7N ist zu erarbeiten Aufgenommen wurde ein 400 Mhz Spektrum Alle Kopplungskonstanten und Signale sind zu entnehmen bzw zuzuordnen

Singulett

Dublett Dublett

Doppeldublett

Im Bereich bei 84 ppm sind 2

Signale vorhanden Position 2 und 6

sind mit H besetzt

Praktikum Analytische Chemie I (Wintersemester 201516) 31

Praktikum Analytische Chemie I (Wintersemester 201516)

Uumlbung 6 Eine Verbindung der Summenformel C6H10O2 zeigt ein UV-Spektrum bei 205nm Aus dem IR-Spektrum koumlnnen eine Esterfunktion und Doppelbindungssignale entnommen werden Das 250 MHz Spektrum der Verbiundung liegt vor Ordnen Sie alle Signale zu und bestimmen Sie die Konfiguration der Doppelbindung Weiterhin ist auch das 13C Spektrum gegeben Hier sind alle Signale zuzuordnen

Signallage in ppm Relative Intensitaumlt

16747 224

13672 368

125 1000

6066 776

1833 612

1426 612

5840 5848

5858 5832

Praktikum Analytische Chemie I (Wintersemester 201516) 32

Praktikum Analytische Chemie I (Wintersemester 201516)

Signallage in ppm Relative Intensitaumlt

16747 224

13672 368

125 1000

6066 776

1833 612

1426 612

DBE = (6 x 2 + 2 ndash 10) 2 = 2 Ester + 1 Doppelbindung

13C 167 = Ester

60 = O ndash R

136 und 125 = C=C

18 und 14 = terminale CH3

5840 5848

5858 5832

Praktikum Analytische Chemie I (Wintersemester 201516) 33

Praktikum Analytische Chemie I (Wintersemester 201516)

DBE = (6 x 2 + 2 ndash 10) 2 = 2 Ester + 1 Doppelbindung

13C 167 = Ester

60 = O ndash R

136 und 125 = C=C

18 und 14 = terminale CH3

(130 ndash 127) x 250 = 75 3H 127 t (75) (188 ndash 187) x 250 = 25 3H 186 dd (75 25) (188 ndash 185) x 250 = 75 (421 ndash 418) x 250 = 75 2H 416 q (75) (5858 ndash 5848) x 250 = 25 1H 581 dq (25 ) (703 ndash 700) x 250 = 75 1H 695 dq (175 75) (700 ndash 693) x 250 = 175

O-CH2-CH3

l

C=O

l

5840 5848

5858 5832

Praktikum Analytische Chemie I (Wintersemester 201516) 34

Praktikum Analytische Chemie I (Wintersemester 201516)

DBE = (6 x 2 + 2 ndash 10) 2 = 2 Ester + 1 Doppelbindung

13C 167 = Ester

60 = O ndash R

136 und 125 = C=C

18 und 14 = terminale CH3

(130 ndash 127) x 250 = 75 3H 127 t (75) (188 ndash 187) x 250 = 25 3H 186 dd (75 25) (188 ndash 185) x 250 = 75 (421 ndash 418) x 250 = 75 2H 416 q (75) (5858 ndash 5848) x 250 = 25 1H 581 dq (25 ) (703 ndash 700) x 250 = 75 1H 695 dq (175 75) (700 ndash 693) x 250 = 175

O-CH2-CH3

l

C=O

l

C=C-CH3

H H E oder Z

5840 5848

5858 5832

Praktikum Analytische Chemie I (Wintersemester 201516)

1 2

3

4 5 6

1 2 2

1

6

6

5 5

4 4

35

Praktikum Analytische Chemie I (Wintersemester 201516)

UV Grundchromophor Enon Berechnung (Woodward-Regeln) Grundwert 193 nm (X = OR) -Alkyl 12 nm Gesamt 205 nm (experimentell 205 nm)

C C C OH

CH3 H OR

ppm rel Int Multiplett J in Hz Zuordnung

695 1 dq

tlw uumlberlagert

J1 = 175 ( 3Jtrans-Alken)

J2 = 65 ( 3J3)

trans-CH3-CH=CH-

581 1 dq J1 = ( 3Jtrans-Alken) 175

J2 = 25 ( 4J3+1)

trans-CH3-CH=CH-

416 2 q J = 75 ( 3J3) O-CH2-(CH3)

186 3 dd J1 = 75 ( 3J3)

J2 = 25 ( 4J3+1)

CH3-CH=CH-

127 3 t J = 75 ( 3J3) CH3-(CH2-)

Strichdiagramm zur Ermittlung der beiden Kopplungskonstanten zum Signal bei 695 ppm

697

696

694

693

703

700

688

691

J1

J2 J2 J2 J2 J2 J2

= 695

OCH2

O

H

H

CH3

695 (dq)

581 (dq)186 (dd)

CH3

417 (q)

127 (t)

Praktikum Analytische Chemie I (Wintersemester 201516) 36

Praktikum Analytische Chemie I (Wintersemester 201516)

Uumlbung 7 Ermitteln Sie aus dem 1H-NMR-Spektrum das Molverhaumlltnis der tautomeren Keto-Enol-Form von Acetylaceton

bullSignalauswahl

Keto-Isomer 36 ppm (IKeto = 4) NKeto = 2

Enol-Isomer 55 ppm (IEnol = 113) NEnol = 1

0415)1655(1001

9684)1655(100655

1

655

14

2311

NI

NI

NI

NI

n

n

Keto

Enol

EnolKeto

KetoEnol

KetoKeto

EnolEnol

Keto

Enol

Praktikum Analytische Chemie I (Wintersemester 201516)

Integral

37

Praktikum Analytische Chemie I (Wintersemester 201516)

Kopplungskonstanten

Wenn es ungesaumlttigte Bindungen gibt kann man

die Protonen in einer groumlszligeren Entfernung

bdquosehenldquo

Praktikum Analytische Chemie I (Wintersemester 201516) 19

Praktikum Analytische Chemie I (Wintersemester 201516)

H3C HC

H3C

O CH2

CH3

(35305 ndash 35105) x 300 = 6 Hz

(32473 ndash 32240) x 300 = 699 Hz

(11620 ndash 11386) x 300 = 702 Hz

(11203 ndash 11003) x 300 = 6 Hz

35005 q (6) 2 H connected to CH3

32007 sept (699) 1 H connected to CH6 ( 2xCH3 )

11503 d (702) 6 H connected to CH

11003 t (6) 3 H connected to CH2

δ = 32 35 lt=gt typische O-CHx Werte

Uumlbung 2Ermitteln Sie die Struktur

H3C HC

H3C

O CH2

CH3

20

H3C HC

H3C

O CH2

CH3

Praktikum Analytische Chemie I (Wintersemester 201516)

CH C

Br

Br

H

H

H

δ = 555

CH

α

β

γ

frac12 frac12

frac12 frac12 frac12

frac12

frac12 frac12 frac12 frac12 frac12 frac12

frac12 frac12

frac12 frac14 frac14

18 38 38 18

JA-B

JA-B JA-B

JA-B JA-B JA-B

Aber hier waren alle

Kopplungskonstanten gleich

Quartett

1 3 3 1

Strichdiagramm coupling diagram splitting diagram bar diagramhellip

6 Strichdiagramme

J=75Hz

Unpraktisch

Praktikum Analytische Chemie I (Wintersemester 201516) 21

Praktikum Analytische Chemie I (Wintersemester 201516)

Strichdiagramme

CH C

HC

Br

H

H

H

HOOH

δ = 550

JA-B

JA-B JA-B

JA-B JA-B JA-B

JA-c JA-c JA-c JA-c

8 Peaks aber kein Oktett

Doppelquartett qd

Praktikum Analytische Chemie I (Wintersemester 201516) 22

Praktikum Analytische Chemie I (Wintersemester 201516)

Strichdiagrammen

JA plusmn 18 Hz

JB plusmn 9 Hz

JC plusmn 3Hz

Praktikum Analytische Chemie I (Wintersemester 201516) 23

Praktikum Analytische Chemie I (Wintersemester 201516)

Uumlbung 3 Welches Signal gehoumlrt zu welchem Proton

Cl

HO

H a

H b

H cCl

24

Praktikum Analytische Chemie I (Wintersemester 201516)

8 Hz

8 Hz 8 Hz

8 Hz 8 Hz

2 Hz 2 Hz 2 Hz 2 Hz

Cl

HO

H a

H b

H cCl

8 Hz

8 Hz

725

ppm

2 Hz

Hb Hc Ha

t

dd dd

25

Uumlbung 3 Welches Signal gehoumlrt zu welchem Proton

Praktikum Analytische Chemie I (Wintersemester 201516)

Uumlbung 4 Erstellen Sie das Strichdiagramm von H1 und H2

und berechnen Sie die Kopplungskonstanten

26

1H NMR (400 MHz) H1 95501 95299

H2 60601 60798 61021 61213

(95501 ndash 95299) x 400 = 808 Hz

1 Dublett bestimmen (Mittelpunkt) (60798 ndash 60601)2+60601 = 606995 (61213 ndash 61021)2+61021 = 61117

(61117ndash 606995) x 400 = 1670 Hz

2 Dublett bestimmen (60798 ndash 60601) x 400 =788 (61213 ndash 61021) x 400 =768

H2 609 dd (3J = 1670 Hz 3J = 778 Hz) H1 954 d (3J = 808 Hz)

Praktikum Analytische Chemie I (Wintersemester 201516)

Spektren 1 Ordnung Δν sehr viel groumlszliger als Kopplungskonstante J [ΔνJ gt 7]

Multiplizitaumlt M= N+1 (gilt fuumlr Kerne mit I= frac12)

Vorliegen eines Spektrums houmlherer Ordnung bei starker Kopplung

Faustregel [ΔνJ lt 7]

7 Spektrenordnung

J J

J J

J J

J J

Dacheffekt

Dacheffekt roof effect

Cl

HO

H a

H b

H cCl

Hb Hc Ha

27

Praktikum Analytische Chemie I (Wintersemester 201516)

Was kann ich gegen houmlhere Ordnung machen

bull Kopplungskonstanten sind konstant

bull Chemische Verschiebung sind proportional zur Messfrequenz

Ein Geraumlt mit besserer Aufloumlsung (staumlrkeres Magnetfeld) nutzen

J = Δδ middot ν0 Δδ = J ν0

Bsp Kopplung Hb und Hc

δ (Hb)=7250 ppm

δ (Hc)=7105 ppm

J = 8 Hz

ν0 = 90 MHz Δν= Δδ ν0 =0145 ppm 90MHz =1305 Hz

Praktikum Analytische Chemie I (Wintersemester 201314)

Hb Hc Ha

Cl

HO

H a

H b

H cCl

Δδ=0145ppm

ν0 = 600 MHz Δν= Δδ ν0 =0145 ppm 600MHz =8700 Hz

[ΔνJ =19]

[ΔνJ = 109]

[ΔνJ lt 7] Spektrum houmlherer Ordnung

28

Praktikum Analytische Chemie I (Wintersemester 201516)

Uumlbung 5 Die Struktur einer Verbindung mit der Summenformel C6H7N ist zu erarbeiten Aufgenommen wurde ein 400 MHz Spektrum Alle Kopplungskonstanten und Signale sind zu entnehmen bzw zuzuordnen

29

Praktikum Analytische Chemie I (Wintersemester 201516)

Uumlbung 5 Die Struktur einer Verbindung mit der Summenformel C6H7N ist zu erarbeiten Aufgenommen wurde ein 400 Mhz Spektrum Alle Kopplungskonstanten und Signale sind zu entnehmen bzw zuzuordnen

DBE Double Bond Equivalent DBE = (2a + 2 - b + c ) 2

CaHbOxNc DBE C6H7N = (2 x 6 + 2 - 7 + 1)2 = 4

H2N or

N

CH3

Aus der Summenformel kann ein

Methyl-pyridin abgeleitet werden

(C5H4N-CH3)

CH2 Singulett zwischen

45 und 65ppm

Praktikum Analytische Chemie I (Wintersemester 201516) 30

Praktikum Analytische Chemie I (Wintersemester 201516)

ppm Multiplett J in Hz Zuordnung

844 bdquosldquo (nicht aufgeloumlstes

m)

H-2

841 bdquodldquo (nicht aufgeloumlstes

m)

J = 56 (= 3J56) H-6

747 d J = 76 (= 3J45) H-4

725 Chloroform

717 dd J1 = 72 (= 3J54)

J2 = 56 (= 3J56)

H-5

268 s CH3-Pyr

H

CH3

N H

H

H

2

34

5

6

Uumlbung 5 Die Struktur einer Verbindung mit der Summenformel C6H7N ist zu erarbeiten Aufgenommen wurde ein 400 Mhz Spektrum Alle Kopplungskonstanten und Signale sind zu entnehmen bzw zuzuordnen

Singulett

Dublett Dublett

Doppeldublett

Im Bereich bei 84 ppm sind 2

Signale vorhanden Position 2 und 6

sind mit H besetzt

Praktikum Analytische Chemie I (Wintersemester 201516) 31

Praktikum Analytische Chemie I (Wintersemester 201516)

Uumlbung 6 Eine Verbindung der Summenformel C6H10O2 zeigt ein UV-Spektrum bei 205nm Aus dem IR-Spektrum koumlnnen eine Esterfunktion und Doppelbindungssignale entnommen werden Das 250 MHz Spektrum der Verbiundung liegt vor Ordnen Sie alle Signale zu und bestimmen Sie die Konfiguration der Doppelbindung Weiterhin ist auch das 13C Spektrum gegeben Hier sind alle Signale zuzuordnen

Signallage in ppm Relative Intensitaumlt

16747 224

13672 368

125 1000

6066 776

1833 612

1426 612

5840 5848

5858 5832

Praktikum Analytische Chemie I (Wintersemester 201516) 32

Praktikum Analytische Chemie I (Wintersemester 201516)

Signallage in ppm Relative Intensitaumlt

16747 224

13672 368

125 1000

6066 776

1833 612

1426 612

DBE = (6 x 2 + 2 ndash 10) 2 = 2 Ester + 1 Doppelbindung

13C 167 = Ester

60 = O ndash R

136 und 125 = C=C

18 und 14 = terminale CH3

5840 5848

5858 5832

Praktikum Analytische Chemie I (Wintersemester 201516) 33

Praktikum Analytische Chemie I (Wintersemester 201516)

DBE = (6 x 2 + 2 ndash 10) 2 = 2 Ester + 1 Doppelbindung

13C 167 = Ester

60 = O ndash R

136 und 125 = C=C

18 und 14 = terminale CH3

(130 ndash 127) x 250 = 75 3H 127 t (75) (188 ndash 187) x 250 = 25 3H 186 dd (75 25) (188 ndash 185) x 250 = 75 (421 ndash 418) x 250 = 75 2H 416 q (75) (5858 ndash 5848) x 250 = 25 1H 581 dq (25 ) (703 ndash 700) x 250 = 75 1H 695 dq (175 75) (700 ndash 693) x 250 = 175

O-CH2-CH3

l

C=O

l

5840 5848

5858 5832

Praktikum Analytische Chemie I (Wintersemester 201516) 34

Praktikum Analytische Chemie I (Wintersemester 201516)

DBE = (6 x 2 + 2 ndash 10) 2 = 2 Ester + 1 Doppelbindung

13C 167 = Ester

60 = O ndash R

136 und 125 = C=C

18 und 14 = terminale CH3

(130 ndash 127) x 250 = 75 3H 127 t (75) (188 ndash 187) x 250 = 25 3H 186 dd (75 25) (188 ndash 185) x 250 = 75 (421 ndash 418) x 250 = 75 2H 416 q (75) (5858 ndash 5848) x 250 = 25 1H 581 dq (25 ) (703 ndash 700) x 250 = 75 1H 695 dq (175 75) (700 ndash 693) x 250 = 175

O-CH2-CH3

l

C=O

l

C=C-CH3

H H E oder Z

5840 5848

5858 5832

Praktikum Analytische Chemie I (Wintersemester 201516)

1 2

3

4 5 6

1 2 2

1

6

6

5 5

4 4

35

Praktikum Analytische Chemie I (Wintersemester 201516)

UV Grundchromophor Enon Berechnung (Woodward-Regeln) Grundwert 193 nm (X = OR) -Alkyl 12 nm Gesamt 205 nm (experimentell 205 nm)

C C C OH

CH3 H OR

ppm rel Int Multiplett J in Hz Zuordnung

695 1 dq

tlw uumlberlagert

J1 = 175 ( 3Jtrans-Alken)

J2 = 65 ( 3J3)

trans-CH3-CH=CH-

581 1 dq J1 = ( 3Jtrans-Alken) 175

J2 = 25 ( 4J3+1)

trans-CH3-CH=CH-

416 2 q J = 75 ( 3J3) O-CH2-(CH3)

186 3 dd J1 = 75 ( 3J3)

J2 = 25 ( 4J3+1)

CH3-CH=CH-

127 3 t J = 75 ( 3J3) CH3-(CH2-)

Strichdiagramm zur Ermittlung der beiden Kopplungskonstanten zum Signal bei 695 ppm

697

696

694

693

703

700

688

691

J1

J2 J2 J2 J2 J2 J2

= 695

OCH2

O

H

H

CH3

695 (dq)

581 (dq)186 (dd)

CH3

417 (q)

127 (t)

Praktikum Analytische Chemie I (Wintersemester 201516) 36

Praktikum Analytische Chemie I (Wintersemester 201516)

Uumlbung 7 Ermitteln Sie aus dem 1H-NMR-Spektrum das Molverhaumlltnis der tautomeren Keto-Enol-Form von Acetylaceton

bullSignalauswahl

Keto-Isomer 36 ppm (IKeto = 4) NKeto = 2

Enol-Isomer 55 ppm (IEnol = 113) NEnol = 1

0415)1655(1001

9684)1655(100655

1

655

14

2311

NI

NI

NI

NI

n

n

Keto

Enol

EnolKeto

KetoEnol

KetoKeto

EnolEnol

Keto

Enol

Praktikum Analytische Chemie I (Wintersemester 201516)

Integral

37

Praktikum Analytische Chemie I (Wintersemester 201516)

H3C HC

H3C

O CH2

CH3

(35305 ndash 35105) x 300 = 6 Hz

(32473 ndash 32240) x 300 = 699 Hz

(11620 ndash 11386) x 300 = 702 Hz

(11203 ndash 11003) x 300 = 6 Hz

35005 q (6) 2 H connected to CH3

32007 sept (699) 1 H connected to CH6 ( 2xCH3 )

11503 d (702) 6 H connected to CH

11003 t (6) 3 H connected to CH2

δ = 32 35 lt=gt typische O-CHx Werte

Uumlbung 2Ermitteln Sie die Struktur

H3C HC

H3C

O CH2

CH3

20

H3C HC

H3C

O CH2

CH3

Praktikum Analytische Chemie I (Wintersemester 201516)

CH C

Br

Br

H

H

H

δ = 555

CH

α

β

γ

frac12 frac12

frac12 frac12 frac12

frac12

frac12 frac12 frac12 frac12 frac12 frac12

frac12 frac12

frac12 frac14 frac14

18 38 38 18

JA-B

JA-B JA-B

JA-B JA-B JA-B

Aber hier waren alle

Kopplungskonstanten gleich

Quartett

1 3 3 1

Strichdiagramm coupling diagram splitting diagram bar diagramhellip

6 Strichdiagramme

J=75Hz

Unpraktisch

Praktikum Analytische Chemie I (Wintersemester 201516) 21

Praktikum Analytische Chemie I (Wintersemester 201516)

Strichdiagramme

CH C

HC

Br

H

H

H

HOOH

δ = 550

JA-B

JA-B JA-B

JA-B JA-B JA-B

JA-c JA-c JA-c JA-c

8 Peaks aber kein Oktett

Doppelquartett qd

Praktikum Analytische Chemie I (Wintersemester 201516) 22

Praktikum Analytische Chemie I (Wintersemester 201516)

Strichdiagrammen

JA plusmn 18 Hz

JB plusmn 9 Hz

JC plusmn 3Hz

Praktikum Analytische Chemie I (Wintersemester 201516) 23

Praktikum Analytische Chemie I (Wintersemester 201516)

Uumlbung 3 Welches Signal gehoumlrt zu welchem Proton

Cl

HO

H a

H b

H cCl

24

Praktikum Analytische Chemie I (Wintersemester 201516)

8 Hz

8 Hz 8 Hz

8 Hz 8 Hz

2 Hz 2 Hz 2 Hz 2 Hz

Cl

HO

H a

H b

H cCl

8 Hz

8 Hz

725

ppm

2 Hz

Hb Hc Ha

t

dd dd

25

Uumlbung 3 Welches Signal gehoumlrt zu welchem Proton

Praktikum Analytische Chemie I (Wintersemester 201516)

Uumlbung 4 Erstellen Sie das Strichdiagramm von H1 und H2

und berechnen Sie die Kopplungskonstanten

26

1H NMR (400 MHz) H1 95501 95299

H2 60601 60798 61021 61213

(95501 ndash 95299) x 400 = 808 Hz

1 Dublett bestimmen (Mittelpunkt) (60798 ndash 60601)2+60601 = 606995 (61213 ndash 61021)2+61021 = 61117

(61117ndash 606995) x 400 = 1670 Hz

2 Dublett bestimmen (60798 ndash 60601) x 400 =788 (61213 ndash 61021) x 400 =768

H2 609 dd (3J = 1670 Hz 3J = 778 Hz) H1 954 d (3J = 808 Hz)

Praktikum Analytische Chemie I (Wintersemester 201516)

Spektren 1 Ordnung Δν sehr viel groumlszliger als Kopplungskonstante J [ΔνJ gt 7]

Multiplizitaumlt M= N+1 (gilt fuumlr Kerne mit I= frac12)

Vorliegen eines Spektrums houmlherer Ordnung bei starker Kopplung

Faustregel [ΔνJ lt 7]

7 Spektrenordnung

J J

J J

J J

J J

Dacheffekt

Dacheffekt roof effect

Cl

HO

H a

H b

H cCl

Hb Hc Ha

27

Praktikum Analytische Chemie I (Wintersemester 201516)

Was kann ich gegen houmlhere Ordnung machen

bull Kopplungskonstanten sind konstant

bull Chemische Verschiebung sind proportional zur Messfrequenz

Ein Geraumlt mit besserer Aufloumlsung (staumlrkeres Magnetfeld) nutzen

J = Δδ middot ν0 Δδ = J ν0

Bsp Kopplung Hb und Hc

δ (Hb)=7250 ppm

δ (Hc)=7105 ppm

J = 8 Hz

ν0 = 90 MHz Δν= Δδ ν0 =0145 ppm 90MHz =1305 Hz

Praktikum Analytische Chemie I (Wintersemester 201314)

Hb Hc Ha

Cl

HO

H a

H b

H cCl

Δδ=0145ppm

ν0 = 600 MHz Δν= Δδ ν0 =0145 ppm 600MHz =8700 Hz

[ΔνJ =19]

[ΔνJ = 109]

[ΔνJ lt 7] Spektrum houmlherer Ordnung

28

Praktikum Analytische Chemie I (Wintersemester 201516)

Uumlbung 5 Die Struktur einer Verbindung mit der Summenformel C6H7N ist zu erarbeiten Aufgenommen wurde ein 400 MHz Spektrum Alle Kopplungskonstanten und Signale sind zu entnehmen bzw zuzuordnen

29

Praktikum Analytische Chemie I (Wintersemester 201516)

Uumlbung 5 Die Struktur einer Verbindung mit der Summenformel C6H7N ist zu erarbeiten Aufgenommen wurde ein 400 Mhz Spektrum Alle Kopplungskonstanten und Signale sind zu entnehmen bzw zuzuordnen

DBE Double Bond Equivalent DBE = (2a + 2 - b + c ) 2

CaHbOxNc DBE C6H7N = (2 x 6 + 2 - 7 + 1)2 = 4

H2N or

N

CH3

Aus der Summenformel kann ein

Methyl-pyridin abgeleitet werden

(C5H4N-CH3)

CH2 Singulett zwischen

45 und 65ppm

Praktikum Analytische Chemie I (Wintersemester 201516) 30

Praktikum Analytische Chemie I (Wintersemester 201516)

ppm Multiplett J in Hz Zuordnung

844 bdquosldquo (nicht aufgeloumlstes

m)

H-2

841 bdquodldquo (nicht aufgeloumlstes

m)

J = 56 (= 3J56) H-6

747 d J = 76 (= 3J45) H-4

725 Chloroform

717 dd J1 = 72 (= 3J54)

J2 = 56 (= 3J56)

H-5

268 s CH3-Pyr

H

CH3

N H

H

H

2

34

5

6

Uumlbung 5 Die Struktur einer Verbindung mit der Summenformel C6H7N ist zu erarbeiten Aufgenommen wurde ein 400 Mhz Spektrum Alle Kopplungskonstanten und Signale sind zu entnehmen bzw zuzuordnen

Singulett

Dublett Dublett

Doppeldublett

Im Bereich bei 84 ppm sind 2

Signale vorhanden Position 2 und 6

sind mit H besetzt

Praktikum Analytische Chemie I (Wintersemester 201516) 31

Praktikum Analytische Chemie I (Wintersemester 201516)

Uumlbung 6 Eine Verbindung der Summenformel C6H10O2 zeigt ein UV-Spektrum bei 205nm Aus dem IR-Spektrum koumlnnen eine Esterfunktion und Doppelbindungssignale entnommen werden Das 250 MHz Spektrum der Verbiundung liegt vor Ordnen Sie alle Signale zu und bestimmen Sie die Konfiguration der Doppelbindung Weiterhin ist auch das 13C Spektrum gegeben Hier sind alle Signale zuzuordnen

Signallage in ppm Relative Intensitaumlt

16747 224

13672 368

125 1000

6066 776

1833 612

1426 612

5840 5848

5858 5832

Praktikum Analytische Chemie I (Wintersemester 201516) 32

Praktikum Analytische Chemie I (Wintersemester 201516)

Signallage in ppm Relative Intensitaumlt

16747 224

13672 368

125 1000

6066 776

1833 612

1426 612

DBE = (6 x 2 + 2 ndash 10) 2 = 2 Ester + 1 Doppelbindung

13C 167 = Ester

60 = O ndash R

136 und 125 = C=C

18 und 14 = terminale CH3

5840 5848

5858 5832

Praktikum Analytische Chemie I (Wintersemester 201516) 33

Praktikum Analytische Chemie I (Wintersemester 201516)

DBE = (6 x 2 + 2 ndash 10) 2 = 2 Ester + 1 Doppelbindung

13C 167 = Ester

60 = O ndash R

136 und 125 = C=C

18 und 14 = terminale CH3

(130 ndash 127) x 250 = 75 3H 127 t (75) (188 ndash 187) x 250 = 25 3H 186 dd (75 25) (188 ndash 185) x 250 = 75 (421 ndash 418) x 250 = 75 2H 416 q (75) (5858 ndash 5848) x 250 = 25 1H 581 dq (25 ) (703 ndash 700) x 250 = 75 1H 695 dq (175 75) (700 ndash 693) x 250 = 175

O-CH2-CH3

l

C=O

l

5840 5848

5858 5832

Praktikum Analytische Chemie I (Wintersemester 201516) 34

Praktikum Analytische Chemie I (Wintersemester 201516)

DBE = (6 x 2 + 2 ndash 10) 2 = 2 Ester + 1 Doppelbindung

13C 167 = Ester

60 = O ndash R

136 und 125 = C=C

18 und 14 = terminale CH3

(130 ndash 127) x 250 = 75 3H 127 t (75) (188 ndash 187) x 250 = 25 3H 186 dd (75 25) (188 ndash 185) x 250 = 75 (421 ndash 418) x 250 = 75 2H 416 q (75) (5858 ndash 5848) x 250 = 25 1H 581 dq (25 ) (703 ndash 700) x 250 = 75 1H 695 dq (175 75) (700 ndash 693) x 250 = 175

O-CH2-CH3

l

C=O

l

C=C-CH3

H H E oder Z

5840 5848

5858 5832

Praktikum Analytische Chemie I (Wintersemester 201516)

1 2

3

4 5 6

1 2 2

1

6

6

5 5

4 4

35

Praktikum Analytische Chemie I (Wintersemester 201516)

UV Grundchromophor Enon Berechnung (Woodward-Regeln) Grundwert 193 nm (X = OR) -Alkyl 12 nm Gesamt 205 nm (experimentell 205 nm)

C C C OH

CH3 H OR

ppm rel Int Multiplett J in Hz Zuordnung

695 1 dq

tlw uumlberlagert

J1 = 175 ( 3Jtrans-Alken)

J2 = 65 ( 3J3)

trans-CH3-CH=CH-

581 1 dq J1 = ( 3Jtrans-Alken) 175

J2 = 25 ( 4J3+1)

trans-CH3-CH=CH-

416 2 q J = 75 ( 3J3) O-CH2-(CH3)

186 3 dd J1 = 75 ( 3J3)

J2 = 25 ( 4J3+1)

CH3-CH=CH-

127 3 t J = 75 ( 3J3) CH3-(CH2-)

Strichdiagramm zur Ermittlung der beiden Kopplungskonstanten zum Signal bei 695 ppm

697

696

694

693

703

700

688

691

J1

J2 J2 J2 J2 J2 J2

= 695

OCH2

O

H

H

CH3

695 (dq)

581 (dq)186 (dd)

CH3

417 (q)

127 (t)

Praktikum Analytische Chemie I (Wintersemester 201516) 36

Praktikum Analytische Chemie I (Wintersemester 201516)

Uumlbung 7 Ermitteln Sie aus dem 1H-NMR-Spektrum das Molverhaumlltnis der tautomeren Keto-Enol-Form von Acetylaceton

bullSignalauswahl

Keto-Isomer 36 ppm (IKeto = 4) NKeto = 2

Enol-Isomer 55 ppm (IEnol = 113) NEnol = 1

0415)1655(1001

9684)1655(100655

1

655

14

2311

NI

NI

NI

NI

n

n

Keto

Enol

EnolKeto

KetoEnol

KetoKeto

EnolEnol

Keto

Enol

Praktikum Analytische Chemie I (Wintersemester 201516)

Integral

37

Praktikum Analytische Chemie I (Wintersemester 201516)

CH C

Br

Br

H

H

H

δ = 555

CH

α

β

γ

frac12 frac12

frac12 frac12 frac12

frac12

frac12 frac12 frac12 frac12 frac12 frac12

frac12 frac12

frac12 frac14 frac14

18 38 38 18

JA-B

JA-B JA-B

JA-B JA-B JA-B

Aber hier waren alle

Kopplungskonstanten gleich

Quartett

1 3 3 1

Strichdiagramm coupling diagram splitting diagram bar diagramhellip

6 Strichdiagramme

J=75Hz

Unpraktisch

Praktikum Analytische Chemie I (Wintersemester 201516) 21

Praktikum Analytische Chemie I (Wintersemester 201516)

Strichdiagramme

CH C

HC

Br

H

H

H

HOOH

δ = 550

JA-B

JA-B JA-B

JA-B JA-B JA-B

JA-c JA-c JA-c JA-c

8 Peaks aber kein Oktett

Doppelquartett qd

Praktikum Analytische Chemie I (Wintersemester 201516) 22

Praktikum Analytische Chemie I (Wintersemester 201516)

Strichdiagrammen

JA plusmn 18 Hz

JB plusmn 9 Hz

JC plusmn 3Hz

Praktikum Analytische Chemie I (Wintersemester 201516) 23

Praktikum Analytische Chemie I (Wintersemester 201516)

Uumlbung 3 Welches Signal gehoumlrt zu welchem Proton

Cl

HO

H a

H b

H cCl

24

Praktikum Analytische Chemie I (Wintersemester 201516)

8 Hz

8 Hz 8 Hz

8 Hz 8 Hz

2 Hz 2 Hz 2 Hz 2 Hz

Cl

HO

H a

H b

H cCl

8 Hz

8 Hz

725

ppm

2 Hz

Hb Hc Ha

t

dd dd

25

Uumlbung 3 Welches Signal gehoumlrt zu welchem Proton

Praktikum Analytische Chemie I (Wintersemester 201516)

Uumlbung 4 Erstellen Sie das Strichdiagramm von H1 und H2

und berechnen Sie die Kopplungskonstanten

26

1H NMR (400 MHz) H1 95501 95299

H2 60601 60798 61021 61213

(95501 ndash 95299) x 400 = 808 Hz

1 Dublett bestimmen (Mittelpunkt) (60798 ndash 60601)2+60601 = 606995 (61213 ndash 61021)2+61021 = 61117

(61117ndash 606995) x 400 = 1670 Hz

2 Dublett bestimmen (60798 ndash 60601) x 400 =788 (61213 ndash 61021) x 400 =768

H2 609 dd (3J = 1670 Hz 3J = 778 Hz) H1 954 d (3J = 808 Hz)

Praktikum Analytische Chemie I (Wintersemester 201516)

Spektren 1 Ordnung Δν sehr viel groumlszliger als Kopplungskonstante J [ΔνJ gt 7]

Multiplizitaumlt M= N+1 (gilt fuumlr Kerne mit I= frac12)

Vorliegen eines Spektrums houmlherer Ordnung bei starker Kopplung

Faustregel [ΔνJ lt 7]

7 Spektrenordnung

J J

J J

J J

J J

Dacheffekt

Dacheffekt roof effect

Cl

HO

H a

H b

H cCl

Hb Hc Ha

27

Praktikum Analytische Chemie I (Wintersemester 201516)

Was kann ich gegen houmlhere Ordnung machen

bull Kopplungskonstanten sind konstant

bull Chemische Verschiebung sind proportional zur Messfrequenz

Ein Geraumlt mit besserer Aufloumlsung (staumlrkeres Magnetfeld) nutzen

J = Δδ middot ν0 Δδ = J ν0

Bsp Kopplung Hb und Hc

δ (Hb)=7250 ppm

δ (Hc)=7105 ppm

J = 8 Hz

ν0 = 90 MHz Δν= Δδ ν0 =0145 ppm 90MHz =1305 Hz

Praktikum Analytische Chemie I (Wintersemester 201314)

Hb Hc Ha

Cl

HO

H a

H b

H cCl

Δδ=0145ppm

ν0 = 600 MHz Δν= Δδ ν0 =0145 ppm 600MHz =8700 Hz

[ΔνJ =19]

[ΔνJ = 109]

[ΔνJ lt 7] Spektrum houmlherer Ordnung

28

Praktikum Analytische Chemie I (Wintersemester 201516)

Uumlbung 5 Die Struktur einer Verbindung mit der Summenformel C6H7N ist zu erarbeiten Aufgenommen wurde ein 400 MHz Spektrum Alle Kopplungskonstanten und Signale sind zu entnehmen bzw zuzuordnen

29

Praktikum Analytische Chemie I (Wintersemester 201516)

Uumlbung 5 Die Struktur einer Verbindung mit der Summenformel C6H7N ist zu erarbeiten Aufgenommen wurde ein 400 Mhz Spektrum Alle Kopplungskonstanten und Signale sind zu entnehmen bzw zuzuordnen

DBE Double Bond Equivalent DBE = (2a + 2 - b + c ) 2

CaHbOxNc DBE C6H7N = (2 x 6 + 2 - 7 + 1)2 = 4

H2N or

N

CH3

Aus der Summenformel kann ein

Methyl-pyridin abgeleitet werden

(C5H4N-CH3)

CH2 Singulett zwischen

45 und 65ppm

Praktikum Analytische Chemie I (Wintersemester 201516) 30

Praktikum Analytische Chemie I (Wintersemester 201516)

ppm Multiplett J in Hz Zuordnung

844 bdquosldquo (nicht aufgeloumlstes

m)

H-2

841 bdquodldquo (nicht aufgeloumlstes

m)

J = 56 (= 3J56) H-6

747 d J = 76 (= 3J45) H-4

725 Chloroform

717 dd J1 = 72 (= 3J54)

J2 = 56 (= 3J56)

H-5

268 s CH3-Pyr

H

CH3

N H

H

H

2

34

5

6

Uumlbung 5 Die Struktur einer Verbindung mit der Summenformel C6H7N ist zu erarbeiten Aufgenommen wurde ein 400 Mhz Spektrum Alle Kopplungskonstanten und Signale sind zu entnehmen bzw zuzuordnen

Singulett

Dublett Dublett

Doppeldublett

Im Bereich bei 84 ppm sind 2

Signale vorhanden Position 2 und 6

sind mit H besetzt

Praktikum Analytische Chemie I (Wintersemester 201516) 31

Praktikum Analytische Chemie I (Wintersemester 201516)

Uumlbung 6 Eine Verbindung der Summenformel C6H10O2 zeigt ein UV-Spektrum bei 205nm Aus dem IR-Spektrum koumlnnen eine Esterfunktion und Doppelbindungssignale entnommen werden Das 250 MHz Spektrum der Verbiundung liegt vor Ordnen Sie alle Signale zu und bestimmen Sie die Konfiguration der Doppelbindung Weiterhin ist auch das 13C Spektrum gegeben Hier sind alle Signale zuzuordnen

Signallage in ppm Relative Intensitaumlt

16747 224

13672 368

125 1000

6066 776

1833 612

1426 612

5840 5848

5858 5832

Praktikum Analytische Chemie I (Wintersemester 201516) 32

Praktikum Analytische Chemie I (Wintersemester 201516)

Signallage in ppm Relative Intensitaumlt

16747 224

13672 368

125 1000

6066 776

1833 612

1426 612

DBE = (6 x 2 + 2 ndash 10) 2 = 2 Ester + 1 Doppelbindung

13C 167 = Ester

60 = O ndash R

136 und 125 = C=C

18 und 14 = terminale CH3

5840 5848

5858 5832

Praktikum Analytische Chemie I (Wintersemester 201516) 33

Praktikum Analytische Chemie I (Wintersemester 201516)

DBE = (6 x 2 + 2 ndash 10) 2 = 2 Ester + 1 Doppelbindung

13C 167 = Ester

60 = O ndash R

136 und 125 = C=C

18 und 14 = terminale CH3

(130 ndash 127) x 250 = 75 3H 127 t (75) (188 ndash 187) x 250 = 25 3H 186 dd (75 25) (188 ndash 185) x 250 = 75 (421 ndash 418) x 250 = 75 2H 416 q (75) (5858 ndash 5848) x 250 = 25 1H 581 dq (25 ) (703 ndash 700) x 250 = 75 1H 695 dq (175 75) (700 ndash 693) x 250 = 175

O-CH2-CH3

l

C=O

l

5840 5848

5858 5832

Praktikum Analytische Chemie I (Wintersemester 201516) 34

Praktikum Analytische Chemie I (Wintersemester 201516)

DBE = (6 x 2 + 2 ndash 10) 2 = 2 Ester + 1 Doppelbindung

13C 167 = Ester

60 = O ndash R

136 und 125 = C=C

18 und 14 = terminale CH3

(130 ndash 127) x 250 = 75 3H 127 t (75) (188 ndash 187) x 250 = 25 3H 186 dd (75 25) (188 ndash 185) x 250 = 75 (421 ndash 418) x 250 = 75 2H 416 q (75) (5858 ndash 5848) x 250 = 25 1H 581 dq (25 ) (703 ndash 700) x 250 = 75 1H 695 dq (175 75) (700 ndash 693) x 250 = 175

O-CH2-CH3

l

C=O

l

C=C-CH3

H H E oder Z

5840 5848

5858 5832

Praktikum Analytische Chemie I (Wintersemester 201516)

1 2

3

4 5 6

1 2 2

1

6

6

5 5

4 4

35

Praktikum Analytische Chemie I (Wintersemester 201516)

UV Grundchromophor Enon Berechnung (Woodward-Regeln) Grundwert 193 nm (X = OR) -Alkyl 12 nm Gesamt 205 nm (experimentell 205 nm)

C C C OH

CH3 H OR

ppm rel Int Multiplett J in Hz Zuordnung

695 1 dq

tlw uumlberlagert

J1 = 175 ( 3Jtrans-Alken)

J2 = 65 ( 3J3)

trans-CH3-CH=CH-

581 1 dq J1 = ( 3Jtrans-Alken) 175

J2 = 25 ( 4J3+1)

trans-CH3-CH=CH-

416 2 q J = 75 ( 3J3) O-CH2-(CH3)

186 3 dd J1 = 75 ( 3J3)

J2 = 25 ( 4J3+1)

CH3-CH=CH-

127 3 t J = 75 ( 3J3) CH3-(CH2-)

Strichdiagramm zur Ermittlung der beiden Kopplungskonstanten zum Signal bei 695 ppm

697

696

694

693

703

700

688

691

J1

J2 J2 J2 J2 J2 J2

= 695

OCH2

O

H

H

CH3

695 (dq)

581 (dq)186 (dd)

CH3

417 (q)

127 (t)

Praktikum Analytische Chemie I (Wintersemester 201516) 36

Praktikum Analytische Chemie I (Wintersemester 201516)

Uumlbung 7 Ermitteln Sie aus dem 1H-NMR-Spektrum das Molverhaumlltnis der tautomeren Keto-Enol-Form von Acetylaceton

bullSignalauswahl

Keto-Isomer 36 ppm (IKeto = 4) NKeto = 2

Enol-Isomer 55 ppm (IEnol = 113) NEnol = 1

0415)1655(1001

9684)1655(100655

1

655

14

2311

NI

NI

NI

NI

n

n

Keto

Enol

EnolKeto

KetoEnol

KetoKeto

EnolEnol

Keto

Enol

Praktikum Analytische Chemie I (Wintersemester 201516)

Integral

37

Praktikum Analytische Chemie I (Wintersemester 201516)

Strichdiagramme

CH C

HC

Br

H

H

H

HOOH

δ = 550

JA-B

JA-B JA-B

JA-B JA-B JA-B

JA-c JA-c JA-c JA-c

8 Peaks aber kein Oktett

Doppelquartett qd

Praktikum Analytische Chemie I (Wintersemester 201516) 22

Praktikum Analytische Chemie I (Wintersemester 201516)

Strichdiagrammen

JA plusmn 18 Hz

JB plusmn 9 Hz

JC plusmn 3Hz

Praktikum Analytische Chemie I (Wintersemester 201516) 23

Praktikum Analytische Chemie I (Wintersemester 201516)

Uumlbung 3 Welches Signal gehoumlrt zu welchem Proton

Cl

HO

H a

H b

H cCl

24

Praktikum Analytische Chemie I (Wintersemester 201516)

8 Hz

8 Hz 8 Hz

8 Hz 8 Hz

2 Hz 2 Hz 2 Hz 2 Hz

Cl

HO

H a

H b

H cCl

8 Hz

8 Hz

725

ppm

2 Hz

Hb Hc Ha

t

dd dd

25

Uumlbung 3 Welches Signal gehoumlrt zu welchem Proton

Praktikum Analytische Chemie I (Wintersemester 201516)

Uumlbung 4 Erstellen Sie das Strichdiagramm von H1 und H2

und berechnen Sie die Kopplungskonstanten

26

1H NMR (400 MHz) H1 95501 95299

H2 60601 60798 61021 61213

(95501 ndash 95299) x 400 = 808 Hz

1 Dublett bestimmen (Mittelpunkt) (60798 ndash 60601)2+60601 = 606995 (61213 ndash 61021)2+61021 = 61117

(61117ndash 606995) x 400 = 1670 Hz

2 Dublett bestimmen (60798 ndash 60601) x 400 =788 (61213 ndash 61021) x 400 =768

H2 609 dd (3J = 1670 Hz 3J = 778 Hz) H1 954 d (3J = 808 Hz)

Praktikum Analytische Chemie I (Wintersemester 201516)

Spektren 1 Ordnung Δν sehr viel groumlszliger als Kopplungskonstante J [ΔνJ gt 7]

Multiplizitaumlt M= N+1 (gilt fuumlr Kerne mit I= frac12)

Vorliegen eines Spektrums houmlherer Ordnung bei starker Kopplung

Faustregel [ΔνJ lt 7]

7 Spektrenordnung

J J

J J

J J

J J

Dacheffekt

Dacheffekt roof effect

Cl

HO

H a

H b

H cCl

Hb Hc Ha

27

Praktikum Analytische Chemie I (Wintersemester 201516)

Was kann ich gegen houmlhere Ordnung machen

bull Kopplungskonstanten sind konstant

bull Chemische Verschiebung sind proportional zur Messfrequenz

Ein Geraumlt mit besserer Aufloumlsung (staumlrkeres Magnetfeld) nutzen

J = Δδ middot ν0 Δδ = J ν0

Bsp Kopplung Hb und Hc

δ (Hb)=7250 ppm

δ (Hc)=7105 ppm

J = 8 Hz

ν0 = 90 MHz Δν= Δδ ν0 =0145 ppm 90MHz =1305 Hz

Praktikum Analytische Chemie I (Wintersemester 201314)

Hb Hc Ha

Cl

HO

H a

H b

H cCl

Δδ=0145ppm

ν0 = 600 MHz Δν= Δδ ν0 =0145 ppm 600MHz =8700 Hz

[ΔνJ =19]

[ΔνJ = 109]

[ΔνJ lt 7] Spektrum houmlherer Ordnung

28

Praktikum Analytische Chemie I (Wintersemester 201516)

Uumlbung 5 Die Struktur einer Verbindung mit der Summenformel C6H7N ist zu erarbeiten Aufgenommen wurde ein 400 MHz Spektrum Alle Kopplungskonstanten und Signale sind zu entnehmen bzw zuzuordnen

29

Praktikum Analytische Chemie I (Wintersemester 201516)

Uumlbung 5 Die Struktur einer Verbindung mit der Summenformel C6H7N ist zu erarbeiten Aufgenommen wurde ein 400 Mhz Spektrum Alle Kopplungskonstanten und Signale sind zu entnehmen bzw zuzuordnen

DBE Double Bond Equivalent DBE = (2a + 2 - b + c ) 2

CaHbOxNc DBE C6H7N = (2 x 6 + 2 - 7 + 1)2 = 4

H2N or

N

CH3

Aus der Summenformel kann ein

Methyl-pyridin abgeleitet werden

(C5H4N-CH3)

CH2 Singulett zwischen

45 und 65ppm

Praktikum Analytische Chemie I (Wintersemester 201516) 30

Praktikum Analytische Chemie I (Wintersemester 201516)

ppm Multiplett J in Hz Zuordnung

844 bdquosldquo (nicht aufgeloumlstes

m)

H-2

841 bdquodldquo (nicht aufgeloumlstes

m)

J = 56 (= 3J56) H-6

747 d J = 76 (= 3J45) H-4

725 Chloroform

717 dd J1 = 72 (= 3J54)

J2 = 56 (= 3J56)

H-5

268 s CH3-Pyr

H

CH3

N H

H

H

2

34

5

6

Uumlbung 5 Die Struktur einer Verbindung mit der Summenformel C6H7N ist zu erarbeiten Aufgenommen wurde ein 400 Mhz Spektrum Alle Kopplungskonstanten und Signale sind zu entnehmen bzw zuzuordnen

Singulett

Dublett Dublett

Doppeldublett

Im Bereich bei 84 ppm sind 2

Signale vorhanden Position 2 und 6

sind mit H besetzt

Praktikum Analytische Chemie I (Wintersemester 201516) 31

Praktikum Analytische Chemie I (Wintersemester 201516)

Uumlbung 6 Eine Verbindung der Summenformel C6H10O2 zeigt ein UV-Spektrum bei 205nm Aus dem IR-Spektrum koumlnnen eine Esterfunktion und Doppelbindungssignale entnommen werden Das 250 MHz Spektrum der Verbiundung liegt vor Ordnen Sie alle Signale zu und bestimmen Sie die Konfiguration der Doppelbindung Weiterhin ist auch das 13C Spektrum gegeben Hier sind alle Signale zuzuordnen

Signallage in ppm Relative Intensitaumlt

16747 224

13672 368

125 1000

6066 776

1833 612

1426 612

5840 5848

5858 5832

Praktikum Analytische Chemie I (Wintersemester 201516) 32

Praktikum Analytische Chemie I (Wintersemester 201516)

Signallage in ppm Relative Intensitaumlt

16747 224

13672 368

125 1000

6066 776

1833 612

1426 612

DBE = (6 x 2 + 2 ndash 10) 2 = 2 Ester + 1 Doppelbindung

13C 167 = Ester

60 = O ndash R

136 und 125 = C=C

18 und 14 = terminale CH3

5840 5848

5858 5832

Praktikum Analytische Chemie I (Wintersemester 201516) 33

Praktikum Analytische Chemie I (Wintersemester 201516)

DBE = (6 x 2 + 2 ndash 10) 2 = 2 Ester + 1 Doppelbindung

13C 167 = Ester

60 = O ndash R

136 und 125 = C=C

18 und 14 = terminale CH3

(130 ndash 127) x 250 = 75 3H 127 t (75) (188 ndash 187) x 250 = 25 3H 186 dd (75 25) (188 ndash 185) x 250 = 75 (421 ndash 418) x 250 = 75 2H 416 q (75) (5858 ndash 5848) x 250 = 25 1H 581 dq (25 ) (703 ndash 700) x 250 = 75 1H 695 dq (175 75) (700 ndash 693) x 250 = 175

O-CH2-CH3

l

C=O

l

5840 5848

5858 5832

Praktikum Analytische Chemie I (Wintersemester 201516) 34

Praktikum Analytische Chemie I (Wintersemester 201516)

DBE = (6 x 2 + 2 ndash 10) 2 = 2 Ester + 1 Doppelbindung

13C 167 = Ester

60 = O ndash R

136 und 125 = C=C

18 und 14 = terminale CH3

(130 ndash 127) x 250 = 75 3H 127 t (75) (188 ndash 187) x 250 = 25 3H 186 dd (75 25) (188 ndash 185) x 250 = 75 (421 ndash 418) x 250 = 75 2H 416 q (75) (5858 ndash 5848) x 250 = 25 1H 581 dq (25 ) (703 ndash 700) x 250 = 75 1H 695 dq (175 75) (700 ndash 693) x 250 = 175

O-CH2-CH3

l

C=O

l

C=C-CH3

H H E oder Z

5840 5848

5858 5832

Praktikum Analytische Chemie I (Wintersemester 201516)

1 2

3

4 5 6

1 2 2

1

6

6

5 5

4 4

35

Praktikum Analytische Chemie I (Wintersemester 201516)

UV Grundchromophor Enon Berechnung (Woodward-Regeln) Grundwert 193 nm (X = OR) -Alkyl 12 nm Gesamt 205 nm (experimentell 205 nm)

C C C OH

CH3 H OR

ppm rel Int Multiplett J in Hz Zuordnung

695 1 dq

tlw uumlberlagert

J1 = 175 ( 3Jtrans-Alken)

J2 = 65 ( 3J3)

trans-CH3-CH=CH-

581 1 dq J1 = ( 3Jtrans-Alken) 175

J2 = 25 ( 4J3+1)

trans-CH3-CH=CH-

416 2 q J = 75 ( 3J3) O-CH2-(CH3)

186 3 dd J1 = 75 ( 3J3)

J2 = 25 ( 4J3+1)

CH3-CH=CH-

127 3 t J = 75 ( 3J3) CH3-(CH2-)

Strichdiagramm zur Ermittlung der beiden Kopplungskonstanten zum Signal bei 695 ppm

697

696

694

693

703

700

688

691

J1

J2 J2 J2 J2 J2 J2

= 695

OCH2

O

H

H

CH3

695 (dq)

581 (dq)186 (dd)

CH3

417 (q)

127 (t)

Praktikum Analytische Chemie I (Wintersemester 201516) 36

Praktikum Analytische Chemie I (Wintersemester 201516)

Uumlbung 7 Ermitteln Sie aus dem 1H-NMR-Spektrum das Molverhaumlltnis der tautomeren Keto-Enol-Form von Acetylaceton

bullSignalauswahl

Keto-Isomer 36 ppm (IKeto = 4) NKeto = 2

Enol-Isomer 55 ppm (IEnol = 113) NEnol = 1

0415)1655(1001

9684)1655(100655

1

655

14

2311

NI

NI

NI

NI

n

n

Keto

Enol

EnolKeto

KetoEnol

KetoKeto

EnolEnol

Keto

Enol

Praktikum Analytische Chemie I (Wintersemester 201516)

Integral

37

Praktikum Analytische Chemie I (Wintersemester 201516)

Strichdiagrammen

JA plusmn 18 Hz

JB plusmn 9 Hz

JC plusmn 3Hz

Praktikum Analytische Chemie I (Wintersemester 201516) 23

Praktikum Analytische Chemie I (Wintersemester 201516)

Uumlbung 3 Welches Signal gehoumlrt zu welchem Proton

Cl

HO

H a

H b

H cCl

24

Praktikum Analytische Chemie I (Wintersemester 201516)

8 Hz

8 Hz 8 Hz

8 Hz 8 Hz

2 Hz 2 Hz 2 Hz 2 Hz

Cl

HO

H a

H b

H cCl

8 Hz

8 Hz

725

ppm

2 Hz

Hb Hc Ha

t

dd dd

25

Uumlbung 3 Welches Signal gehoumlrt zu welchem Proton

Praktikum Analytische Chemie I (Wintersemester 201516)

Uumlbung 4 Erstellen Sie das Strichdiagramm von H1 und H2

und berechnen Sie die Kopplungskonstanten

26

1H NMR (400 MHz) H1 95501 95299

H2 60601 60798 61021 61213

(95501 ndash 95299) x 400 = 808 Hz

1 Dublett bestimmen (Mittelpunkt) (60798 ndash 60601)2+60601 = 606995 (61213 ndash 61021)2+61021 = 61117

(61117ndash 606995) x 400 = 1670 Hz

2 Dublett bestimmen (60798 ndash 60601) x 400 =788 (61213 ndash 61021) x 400 =768

H2 609 dd (3J = 1670 Hz 3J = 778 Hz) H1 954 d (3J = 808 Hz)

Praktikum Analytische Chemie I (Wintersemester 201516)

Spektren 1 Ordnung Δν sehr viel groumlszliger als Kopplungskonstante J [ΔνJ gt 7]

Multiplizitaumlt M= N+1 (gilt fuumlr Kerne mit I= frac12)

Vorliegen eines Spektrums houmlherer Ordnung bei starker Kopplung

Faustregel [ΔνJ lt 7]

7 Spektrenordnung

J J

J J

J J

J J

Dacheffekt

Dacheffekt roof effect

Cl

HO

H a

H b

H cCl

Hb Hc Ha

27

Praktikum Analytische Chemie I (Wintersemester 201516)

Was kann ich gegen houmlhere Ordnung machen

bull Kopplungskonstanten sind konstant

bull Chemische Verschiebung sind proportional zur Messfrequenz

Ein Geraumlt mit besserer Aufloumlsung (staumlrkeres Magnetfeld) nutzen

J = Δδ middot ν0 Δδ = J ν0

Bsp Kopplung Hb und Hc

δ (Hb)=7250 ppm

δ (Hc)=7105 ppm

J = 8 Hz

ν0 = 90 MHz Δν= Δδ ν0 =0145 ppm 90MHz =1305 Hz

Praktikum Analytische Chemie I (Wintersemester 201314)

Hb Hc Ha

Cl

HO

H a

H b

H cCl

Δδ=0145ppm

ν0 = 600 MHz Δν= Δδ ν0 =0145 ppm 600MHz =8700 Hz

[ΔνJ =19]

[ΔνJ = 109]

[ΔνJ lt 7] Spektrum houmlherer Ordnung

28

Praktikum Analytische Chemie I (Wintersemester 201516)

Uumlbung 5 Die Struktur einer Verbindung mit der Summenformel C6H7N ist zu erarbeiten Aufgenommen wurde ein 400 MHz Spektrum Alle Kopplungskonstanten und Signale sind zu entnehmen bzw zuzuordnen

29

Praktikum Analytische Chemie I (Wintersemester 201516)

Uumlbung 5 Die Struktur einer Verbindung mit der Summenformel C6H7N ist zu erarbeiten Aufgenommen wurde ein 400 Mhz Spektrum Alle Kopplungskonstanten und Signale sind zu entnehmen bzw zuzuordnen

DBE Double Bond Equivalent DBE = (2a + 2 - b + c ) 2

CaHbOxNc DBE C6H7N = (2 x 6 + 2 - 7 + 1)2 = 4

H2N or

N

CH3

Aus der Summenformel kann ein

Methyl-pyridin abgeleitet werden

(C5H4N-CH3)

CH2 Singulett zwischen

45 und 65ppm

Praktikum Analytische Chemie I (Wintersemester 201516) 30

Praktikum Analytische Chemie I (Wintersemester 201516)

ppm Multiplett J in Hz Zuordnung

844 bdquosldquo (nicht aufgeloumlstes

m)

H-2

841 bdquodldquo (nicht aufgeloumlstes

m)

J = 56 (= 3J56) H-6

747 d J = 76 (= 3J45) H-4

725 Chloroform

717 dd J1 = 72 (= 3J54)

J2 = 56 (= 3J56)

H-5

268 s CH3-Pyr

H

CH3

N H

H

H

2

34

5

6

Uumlbung 5 Die Struktur einer Verbindung mit der Summenformel C6H7N ist zu erarbeiten Aufgenommen wurde ein 400 Mhz Spektrum Alle Kopplungskonstanten und Signale sind zu entnehmen bzw zuzuordnen

Singulett

Dublett Dublett

Doppeldublett

Im Bereich bei 84 ppm sind 2

Signale vorhanden Position 2 und 6

sind mit H besetzt

Praktikum Analytische Chemie I (Wintersemester 201516) 31

Praktikum Analytische Chemie I (Wintersemester 201516)

Uumlbung 6 Eine Verbindung der Summenformel C6H10O2 zeigt ein UV-Spektrum bei 205nm Aus dem IR-Spektrum koumlnnen eine Esterfunktion und Doppelbindungssignale entnommen werden Das 250 MHz Spektrum der Verbiundung liegt vor Ordnen Sie alle Signale zu und bestimmen Sie die Konfiguration der Doppelbindung Weiterhin ist auch das 13C Spektrum gegeben Hier sind alle Signale zuzuordnen

Signallage in ppm Relative Intensitaumlt

16747 224

13672 368

125 1000

6066 776

1833 612

1426 612

5840 5848

5858 5832

Praktikum Analytische Chemie I (Wintersemester 201516) 32

Praktikum Analytische Chemie I (Wintersemester 201516)

Signallage in ppm Relative Intensitaumlt

16747 224

13672 368

125 1000

6066 776

1833 612

1426 612

DBE = (6 x 2 + 2 ndash 10) 2 = 2 Ester + 1 Doppelbindung

13C 167 = Ester

60 = O ndash R

136 und 125 = C=C

18 und 14 = terminale CH3

5840 5848

5858 5832

Praktikum Analytische Chemie I (Wintersemester 201516) 33

Praktikum Analytische Chemie I (Wintersemester 201516)

DBE = (6 x 2 + 2 ndash 10) 2 = 2 Ester + 1 Doppelbindung

13C 167 = Ester

60 = O ndash R

136 und 125 = C=C

18 und 14 = terminale CH3

(130 ndash 127) x 250 = 75 3H 127 t (75) (188 ndash 187) x 250 = 25 3H 186 dd (75 25) (188 ndash 185) x 250 = 75 (421 ndash 418) x 250 = 75 2H 416 q (75) (5858 ndash 5848) x 250 = 25 1H 581 dq (25 ) (703 ndash 700) x 250 = 75 1H 695 dq (175 75) (700 ndash 693) x 250 = 175

O-CH2-CH3

l

C=O

l

5840 5848

5858 5832

Praktikum Analytische Chemie I (Wintersemester 201516) 34

Praktikum Analytische Chemie I (Wintersemester 201516)

DBE = (6 x 2 + 2 ndash 10) 2 = 2 Ester + 1 Doppelbindung

13C 167 = Ester

60 = O ndash R

136 und 125 = C=C

18 und 14 = terminale CH3

(130 ndash 127) x 250 = 75 3H 127 t (75) (188 ndash 187) x 250 = 25 3H 186 dd (75 25) (188 ndash 185) x 250 = 75 (421 ndash 418) x 250 = 75 2H 416 q (75) (5858 ndash 5848) x 250 = 25 1H 581 dq (25 ) (703 ndash 700) x 250 = 75 1H 695 dq (175 75) (700 ndash 693) x 250 = 175

O-CH2-CH3

l

C=O

l

C=C-CH3

H H E oder Z

5840 5848

5858 5832

Praktikum Analytische Chemie I (Wintersemester 201516)

1 2

3

4 5 6

1 2 2

1

6

6

5 5

4 4

35

Praktikum Analytische Chemie I (Wintersemester 201516)

UV Grundchromophor Enon Berechnung (Woodward-Regeln) Grundwert 193 nm (X = OR) -Alkyl 12 nm Gesamt 205 nm (experimentell 205 nm)

C C C OH

CH3 H OR

ppm rel Int Multiplett J in Hz Zuordnung

695 1 dq

tlw uumlberlagert

J1 = 175 ( 3Jtrans-Alken)

J2 = 65 ( 3J3)

trans-CH3-CH=CH-

581 1 dq J1 = ( 3Jtrans-Alken) 175

J2 = 25 ( 4J3+1)

trans-CH3-CH=CH-

416 2 q J = 75 ( 3J3) O-CH2-(CH3)

186 3 dd J1 = 75 ( 3J3)

J2 = 25 ( 4J3+1)

CH3-CH=CH-

127 3 t J = 75 ( 3J3) CH3-(CH2-)

Strichdiagramm zur Ermittlung der beiden Kopplungskonstanten zum Signal bei 695 ppm

697

696

694

693

703

700

688

691

J1

J2 J2 J2 J2 J2 J2

= 695

OCH2

O

H

H

CH3

695 (dq)

581 (dq)186 (dd)

CH3

417 (q)

127 (t)

Praktikum Analytische Chemie I (Wintersemester 201516) 36

Praktikum Analytische Chemie I (Wintersemester 201516)

Uumlbung 7 Ermitteln Sie aus dem 1H-NMR-Spektrum das Molverhaumlltnis der tautomeren Keto-Enol-Form von Acetylaceton

bullSignalauswahl

Keto-Isomer 36 ppm (IKeto = 4) NKeto = 2

Enol-Isomer 55 ppm (IEnol = 113) NEnol = 1

0415)1655(1001

9684)1655(100655

1

655

14

2311

NI

NI

NI

NI

n

n

Keto

Enol

EnolKeto

KetoEnol

KetoKeto

EnolEnol

Keto

Enol

Praktikum Analytische Chemie I (Wintersemester 201516)

Integral

37

Praktikum Analytische Chemie I (Wintersemester 201516)

Uumlbung 3 Welches Signal gehoumlrt zu welchem Proton

Cl

HO

H a

H b

H cCl

24

Praktikum Analytische Chemie I (Wintersemester 201516)

8 Hz

8 Hz 8 Hz

8 Hz 8 Hz

2 Hz 2 Hz 2 Hz 2 Hz

Cl

HO

H a

H b

H cCl

8 Hz

8 Hz

725

ppm

2 Hz

Hb Hc Ha

t

dd dd

25

Uumlbung 3 Welches Signal gehoumlrt zu welchem Proton

Praktikum Analytische Chemie I (Wintersemester 201516)

Uumlbung 4 Erstellen Sie das Strichdiagramm von H1 und H2

und berechnen Sie die Kopplungskonstanten

26

1H NMR (400 MHz) H1 95501 95299

H2 60601 60798 61021 61213

(95501 ndash 95299) x 400 = 808 Hz

1 Dublett bestimmen (Mittelpunkt) (60798 ndash 60601)2+60601 = 606995 (61213 ndash 61021)2+61021 = 61117

(61117ndash 606995) x 400 = 1670 Hz

2 Dublett bestimmen (60798 ndash 60601) x 400 =788 (61213 ndash 61021) x 400 =768

H2 609 dd (3J = 1670 Hz 3J = 778 Hz) H1 954 d (3J = 808 Hz)

Praktikum Analytische Chemie I (Wintersemester 201516)

Spektren 1 Ordnung Δν sehr viel groumlszliger als Kopplungskonstante J [ΔνJ gt 7]

Multiplizitaumlt M= N+1 (gilt fuumlr Kerne mit I= frac12)

Vorliegen eines Spektrums houmlherer Ordnung bei starker Kopplung

Faustregel [ΔνJ lt 7]

7 Spektrenordnung

J J

J J

J J

J J

Dacheffekt

Dacheffekt roof effect

Cl

HO

H a

H b

H cCl

Hb Hc Ha

27

Praktikum Analytische Chemie I (Wintersemester 201516)

Was kann ich gegen houmlhere Ordnung machen

bull Kopplungskonstanten sind konstant

bull Chemische Verschiebung sind proportional zur Messfrequenz

Ein Geraumlt mit besserer Aufloumlsung (staumlrkeres Magnetfeld) nutzen

J = Δδ middot ν0 Δδ = J ν0

Bsp Kopplung Hb und Hc

δ (Hb)=7250 ppm

δ (Hc)=7105 ppm

J = 8 Hz

ν0 = 90 MHz Δν= Δδ ν0 =0145 ppm 90MHz =1305 Hz

Praktikum Analytische Chemie I (Wintersemester 201314)

Hb Hc Ha

Cl

HO

H a

H b

H cCl

Δδ=0145ppm

ν0 = 600 MHz Δν= Δδ ν0 =0145 ppm 600MHz =8700 Hz

[ΔνJ =19]

[ΔνJ = 109]

[ΔνJ lt 7] Spektrum houmlherer Ordnung

28

Praktikum Analytische Chemie I (Wintersemester 201516)

Uumlbung 5 Die Struktur einer Verbindung mit der Summenformel C6H7N ist zu erarbeiten Aufgenommen wurde ein 400 MHz Spektrum Alle Kopplungskonstanten und Signale sind zu entnehmen bzw zuzuordnen

29

Praktikum Analytische Chemie I (Wintersemester 201516)

Uumlbung 5 Die Struktur einer Verbindung mit der Summenformel C6H7N ist zu erarbeiten Aufgenommen wurde ein 400 Mhz Spektrum Alle Kopplungskonstanten und Signale sind zu entnehmen bzw zuzuordnen

DBE Double Bond Equivalent DBE = (2a + 2 - b + c ) 2

CaHbOxNc DBE C6H7N = (2 x 6 + 2 - 7 + 1)2 = 4

H2N or

N

CH3

Aus der Summenformel kann ein

Methyl-pyridin abgeleitet werden

(C5H4N-CH3)

CH2 Singulett zwischen

45 und 65ppm

Praktikum Analytische Chemie I (Wintersemester 201516) 30

Praktikum Analytische Chemie I (Wintersemester 201516)

ppm Multiplett J in Hz Zuordnung

844 bdquosldquo (nicht aufgeloumlstes

m)

H-2

841 bdquodldquo (nicht aufgeloumlstes

m)

J = 56 (= 3J56) H-6

747 d J = 76 (= 3J45) H-4

725 Chloroform

717 dd J1 = 72 (= 3J54)

J2 = 56 (= 3J56)

H-5

268 s CH3-Pyr

H

CH3

N H

H

H

2

34

5

6

Uumlbung 5 Die Struktur einer Verbindung mit der Summenformel C6H7N ist zu erarbeiten Aufgenommen wurde ein 400 Mhz Spektrum Alle Kopplungskonstanten und Signale sind zu entnehmen bzw zuzuordnen

Singulett

Dublett Dublett

Doppeldublett

Im Bereich bei 84 ppm sind 2

Signale vorhanden Position 2 und 6

sind mit H besetzt

Praktikum Analytische Chemie I (Wintersemester 201516) 31

Praktikum Analytische Chemie I (Wintersemester 201516)

Uumlbung 6 Eine Verbindung der Summenformel C6H10O2 zeigt ein UV-Spektrum bei 205nm Aus dem IR-Spektrum koumlnnen eine Esterfunktion und Doppelbindungssignale entnommen werden Das 250 MHz Spektrum der Verbiundung liegt vor Ordnen Sie alle Signale zu und bestimmen Sie die Konfiguration der Doppelbindung Weiterhin ist auch das 13C Spektrum gegeben Hier sind alle Signale zuzuordnen

Signallage in ppm Relative Intensitaumlt

16747 224

13672 368

125 1000

6066 776

1833 612

1426 612

5840 5848

5858 5832

Praktikum Analytische Chemie I (Wintersemester 201516) 32

Praktikum Analytische Chemie I (Wintersemester 201516)

Signallage in ppm Relative Intensitaumlt

16747 224

13672 368

125 1000

6066 776

1833 612

1426 612

DBE = (6 x 2 + 2 ndash 10) 2 = 2 Ester + 1 Doppelbindung

13C 167 = Ester

60 = O ndash R

136 und 125 = C=C

18 und 14 = terminale CH3

5840 5848

5858 5832

Praktikum Analytische Chemie I (Wintersemester 201516) 33

Praktikum Analytische Chemie I (Wintersemester 201516)

DBE = (6 x 2 + 2 ndash 10) 2 = 2 Ester + 1 Doppelbindung

13C 167 = Ester

60 = O ndash R

136 und 125 = C=C

18 und 14 = terminale CH3

(130 ndash 127) x 250 = 75 3H 127 t (75) (188 ndash 187) x 250 = 25 3H 186 dd (75 25) (188 ndash 185) x 250 = 75 (421 ndash 418) x 250 = 75 2H 416 q (75) (5858 ndash 5848) x 250 = 25 1H 581 dq (25 ) (703 ndash 700) x 250 = 75 1H 695 dq (175 75) (700 ndash 693) x 250 = 175

O-CH2-CH3

l

C=O

l

5840 5848

5858 5832

Praktikum Analytische Chemie I (Wintersemester 201516) 34

Praktikum Analytische Chemie I (Wintersemester 201516)

DBE = (6 x 2 + 2 ndash 10) 2 = 2 Ester + 1 Doppelbindung

13C 167 = Ester

60 = O ndash R

136 und 125 = C=C

18 und 14 = terminale CH3

(130 ndash 127) x 250 = 75 3H 127 t (75) (188 ndash 187) x 250 = 25 3H 186 dd (75 25) (188 ndash 185) x 250 = 75 (421 ndash 418) x 250 = 75 2H 416 q (75) (5858 ndash 5848) x 250 = 25 1H 581 dq (25 ) (703 ndash 700) x 250 = 75 1H 695 dq (175 75) (700 ndash 693) x 250 = 175

O-CH2-CH3

l

C=O

l

C=C-CH3

H H E oder Z

5840 5848

5858 5832

Praktikum Analytische Chemie I (Wintersemester 201516)

1 2

3

4 5 6

1 2 2

1

6

6

5 5

4 4

35

Praktikum Analytische Chemie I (Wintersemester 201516)

UV Grundchromophor Enon Berechnung (Woodward-Regeln) Grundwert 193 nm (X = OR) -Alkyl 12 nm Gesamt 205 nm (experimentell 205 nm)

C C C OH

CH3 H OR

ppm rel Int Multiplett J in Hz Zuordnung

695 1 dq

tlw uumlberlagert

J1 = 175 ( 3Jtrans-Alken)

J2 = 65 ( 3J3)

trans-CH3-CH=CH-

581 1 dq J1 = ( 3Jtrans-Alken) 175

J2 = 25 ( 4J3+1)

trans-CH3-CH=CH-

416 2 q J = 75 ( 3J3) O-CH2-(CH3)

186 3 dd J1 = 75 ( 3J3)

J2 = 25 ( 4J3+1)

CH3-CH=CH-

127 3 t J = 75 ( 3J3) CH3-(CH2-)

Strichdiagramm zur Ermittlung der beiden Kopplungskonstanten zum Signal bei 695 ppm

697

696

694

693

703

700

688

691

J1

J2 J2 J2 J2 J2 J2

= 695

OCH2

O

H

H

CH3

695 (dq)

581 (dq)186 (dd)

CH3

417 (q)

127 (t)

Praktikum Analytische Chemie I (Wintersemester 201516) 36

Praktikum Analytische Chemie I (Wintersemester 201516)

Uumlbung 7 Ermitteln Sie aus dem 1H-NMR-Spektrum das Molverhaumlltnis der tautomeren Keto-Enol-Form von Acetylaceton

bullSignalauswahl

Keto-Isomer 36 ppm (IKeto = 4) NKeto = 2

Enol-Isomer 55 ppm (IEnol = 113) NEnol = 1

0415)1655(1001

9684)1655(100655

1

655

14

2311

NI

NI

NI

NI

n

n

Keto

Enol

EnolKeto

KetoEnol

KetoKeto

EnolEnol

Keto

Enol

Praktikum Analytische Chemie I (Wintersemester 201516)

Integral

37

Praktikum Analytische Chemie I (Wintersemester 201516)

8 Hz

8 Hz 8 Hz

8 Hz 8 Hz

2 Hz 2 Hz 2 Hz 2 Hz

Cl

HO

H a

H b

H cCl

8 Hz

8 Hz

725

ppm

2 Hz

Hb Hc Ha

t

dd dd

25

Uumlbung 3 Welches Signal gehoumlrt zu welchem Proton

Praktikum Analytische Chemie I (Wintersemester 201516)

Uumlbung 4 Erstellen Sie das Strichdiagramm von H1 und H2

und berechnen Sie die Kopplungskonstanten

26

1H NMR (400 MHz) H1 95501 95299

H2 60601 60798 61021 61213

(95501 ndash 95299) x 400 = 808 Hz

1 Dublett bestimmen (Mittelpunkt) (60798 ndash 60601)2+60601 = 606995 (61213 ndash 61021)2+61021 = 61117

(61117ndash 606995) x 400 = 1670 Hz

2 Dublett bestimmen (60798 ndash 60601) x 400 =788 (61213 ndash 61021) x 400 =768

H2 609 dd (3J = 1670 Hz 3J = 778 Hz) H1 954 d (3J = 808 Hz)

Praktikum Analytische Chemie I (Wintersemester 201516)

Spektren 1 Ordnung Δν sehr viel groumlszliger als Kopplungskonstante J [ΔνJ gt 7]

Multiplizitaumlt M= N+1 (gilt fuumlr Kerne mit I= frac12)

Vorliegen eines Spektrums houmlherer Ordnung bei starker Kopplung

Faustregel [ΔνJ lt 7]

7 Spektrenordnung

J J

J J

J J

J J

Dacheffekt

Dacheffekt roof effect

Cl

HO

H a

H b

H cCl

Hb Hc Ha

27

Praktikum Analytische Chemie I (Wintersemester 201516)

Was kann ich gegen houmlhere Ordnung machen

bull Kopplungskonstanten sind konstant

bull Chemische Verschiebung sind proportional zur Messfrequenz

Ein Geraumlt mit besserer Aufloumlsung (staumlrkeres Magnetfeld) nutzen

J = Δδ middot ν0 Δδ = J ν0

Bsp Kopplung Hb und Hc

δ (Hb)=7250 ppm

δ (Hc)=7105 ppm

J = 8 Hz

ν0 = 90 MHz Δν= Δδ ν0 =0145 ppm 90MHz =1305 Hz

Praktikum Analytische Chemie I (Wintersemester 201314)

Hb Hc Ha

Cl

HO

H a

H b

H cCl

Δδ=0145ppm

ν0 = 600 MHz Δν= Δδ ν0 =0145 ppm 600MHz =8700 Hz

[ΔνJ =19]

[ΔνJ = 109]

[ΔνJ lt 7] Spektrum houmlherer Ordnung

28

Praktikum Analytische Chemie I (Wintersemester 201516)

Uumlbung 5 Die Struktur einer Verbindung mit der Summenformel C6H7N ist zu erarbeiten Aufgenommen wurde ein 400 MHz Spektrum Alle Kopplungskonstanten und Signale sind zu entnehmen bzw zuzuordnen

29

Praktikum Analytische Chemie I (Wintersemester 201516)

Uumlbung 5 Die Struktur einer Verbindung mit der Summenformel C6H7N ist zu erarbeiten Aufgenommen wurde ein 400 Mhz Spektrum Alle Kopplungskonstanten und Signale sind zu entnehmen bzw zuzuordnen

DBE Double Bond Equivalent DBE = (2a + 2 - b + c ) 2

CaHbOxNc DBE C6H7N = (2 x 6 + 2 - 7 + 1)2 = 4

H2N or

N

CH3

Aus der Summenformel kann ein

Methyl-pyridin abgeleitet werden

(C5H4N-CH3)

CH2 Singulett zwischen

45 und 65ppm

Praktikum Analytische Chemie I (Wintersemester 201516) 30

Praktikum Analytische Chemie I (Wintersemester 201516)

ppm Multiplett J in Hz Zuordnung

844 bdquosldquo (nicht aufgeloumlstes

m)

H-2

841 bdquodldquo (nicht aufgeloumlstes

m)

J = 56 (= 3J56) H-6

747 d J = 76 (= 3J45) H-4

725 Chloroform

717 dd J1 = 72 (= 3J54)

J2 = 56 (= 3J56)

H-5

268 s CH3-Pyr

H

CH3

N H

H

H

2

34

5

6

Uumlbung 5 Die Struktur einer Verbindung mit der Summenformel C6H7N ist zu erarbeiten Aufgenommen wurde ein 400 Mhz Spektrum Alle Kopplungskonstanten und Signale sind zu entnehmen bzw zuzuordnen

Singulett

Dublett Dublett

Doppeldublett

Im Bereich bei 84 ppm sind 2

Signale vorhanden Position 2 und 6

sind mit H besetzt

Praktikum Analytische Chemie I (Wintersemester 201516) 31

Praktikum Analytische Chemie I (Wintersemester 201516)

Uumlbung 6 Eine Verbindung der Summenformel C6H10O2 zeigt ein UV-Spektrum bei 205nm Aus dem IR-Spektrum koumlnnen eine Esterfunktion und Doppelbindungssignale entnommen werden Das 250 MHz Spektrum der Verbiundung liegt vor Ordnen Sie alle Signale zu und bestimmen Sie die Konfiguration der Doppelbindung Weiterhin ist auch das 13C Spektrum gegeben Hier sind alle Signale zuzuordnen

Signallage in ppm Relative Intensitaumlt

16747 224

13672 368

125 1000

6066 776

1833 612

1426 612

5840 5848

5858 5832

Praktikum Analytische Chemie I (Wintersemester 201516) 32

Praktikum Analytische Chemie I (Wintersemester 201516)

Signallage in ppm Relative Intensitaumlt

16747 224

13672 368

125 1000

6066 776

1833 612

1426 612

DBE = (6 x 2 + 2 ndash 10) 2 = 2 Ester + 1 Doppelbindung

13C 167 = Ester

60 = O ndash R

136 und 125 = C=C

18 und 14 = terminale CH3

5840 5848

5858 5832

Praktikum Analytische Chemie I (Wintersemester 201516) 33

Praktikum Analytische Chemie I (Wintersemester 201516)

DBE = (6 x 2 + 2 ndash 10) 2 = 2 Ester + 1 Doppelbindung

13C 167 = Ester

60 = O ndash R

136 und 125 = C=C

18 und 14 = terminale CH3

(130 ndash 127) x 250 = 75 3H 127 t (75) (188 ndash 187) x 250 = 25 3H 186 dd (75 25) (188 ndash 185) x 250 = 75 (421 ndash 418) x 250 = 75 2H 416 q (75) (5858 ndash 5848) x 250 = 25 1H 581 dq (25 ) (703 ndash 700) x 250 = 75 1H 695 dq (175 75) (700 ndash 693) x 250 = 175

O-CH2-CH3

l

C=O

l

5840 5848

5858 5832

Praktikum Analytische Chemie I (Wintersemester 201516) 34

Praktikum Analytische Chemie I (Wintersemester 201516)

DBE = (6 x 2 + 2 ndash 10) 2 = 2 Ester + 1 Doppelbindung

13C 167 = Ester

60 = O ndash R

136 und 125 = C=C

18 und 14 = terminale CH3

(130 ndash 127) x 250 = 75 3H 127 t (75) (188 ndash 187) x 250 = 25 3H 186 dd (75 25) (188 ndash 185) x 250 = 75 (421 ndash 418) x 250 = 75 2H 416 q (75) (5858 ndash 5848) x 250 = 25 1H 581 dq (25 ) (703 ndash 700) x 250 = 75 1H 695 dq (175 75) (700 ndash 693) x 250 = 175

O-CH2-CH3

l

C=O

l

C=C-CH3

H H E oder Z

5840 5848

5858 5832

Praktikum Analytische Chemie I (Wintersemester 201516)

1 2

3

4 5 6

1 2 2

1

6

6

5 5

4 4

35

Praktikum Analytische Chemie I (Wintersemester 201516)

UV Grundchromophor Enon Berechnung (Woodward-Regeln) Grundwert 193 nm (X = OR) -Alkyl 12 nm Gesamt 205 nm (experimentell 205 nm)

C C C OH

CH3 H OR

ppm rel Int Multiplett J in Hz Zuordnung

695 1 dq

tlw uumlberlagert

J1 = 175 ( 3Jtrans-Alken)

J2 = 65 ( 3J3)

trans-CH3-CH=CH-

581 1 dq J1 = ( 3Jtrans-Alken) 175

J2 = 25 ( 4J3+1)

trans-CH3-CH=CH-

416 2 q J = 75 ( 3J3) O-CH2-(CH3)

186 3 dd J1 = 75 ( 3J3)

J2 = 25 ( 4J3+1)

CH3-CH=CH-

127 3 t J = 75 ( 3J3) CH3-(CH2-)

Strichdiagramm zur Ermittlung der beiden Kopplungskonstanten zum Signal bei 695 ppm

697

696

694

693

703

700

688

691

J1

J2 J2 J2 J2 J2 J2

= 695

OCH2

O

H

H

CH3

695 (dq)

581 (dq)186 (dd)

CH3

417 (q)

127 (t)

Praktikum Analytische Chemie I (Wintersemester 201516) 36

Praktikum Analytische Chemie I (Wintersemester 201516)

Uumlbung 7 Ermitteln Sie aus dem 1H-NMR-Spektrum das Molverhaumlltnis der tautomeren Keto-Enol-Form von Acetylaceton

bullSignalauswahl

Keto-Isomer 36 ppm (IKeto = 4) NKeto = 2

Enol-Isomer 55 ppm (IEnol = 113) NEnol = 1

0415)1655(1001

9684)1655(100655

1

655

14

2311

NI

NI

NI

NI

n

n

Keto

Enol

EnolKeto

KetoEnol

KetoKeto

EnolEnol

Keto

Enol

Praktikum Analytische Chemie I (Wintersemester 201516)

Integral

37

Praktikum Analytische Chemie I (Wintersemester 201516)

Uumlbung 4 Erstellen Sie das Strichdiagramm von H1 und H2

und berechnen Sie die Kopplungskonstanten

26

1H NMR (400 MHz) H1 95501 95299

H2 60601 60798 61021 61213

(95501 ndash 95299) x 400 = 808 Hz

1 Dublett bestimmen (Mittelpunkt) (60798 ndash 60601)2+60601 = 606995 (61213 ndash 61021)2+61021 = 61117

(61117ndash 606995) x 400 = 1670 Hz

2 Dublett bestimmen (60798 ndash 60601) x 400 =788 (61213 ndash 61021) x 400 =768

H2 609 dd (3J = 1670 Hz 3J = 778 Hz) H1 954 d (3J = 808 Hz)

Praktikum Analytische Chemie I (Wintersemester 201516)

Spektren 1 Ordnung Δν sehr viel groumlszliger als Kopplungskonstante J [ΔνJ gt 7]

Multiplizitaumlt M= N+1 (gilt fuumlr Kerne mit I= frac12)

Vorliegen eines Spektrums houmlherer Ordnung bei starker Kopplung

Faustregel [ΔνJ lt 7]

7 Spektrenordnung

J J

J J

J J

J J

Dacheffekt

Dacheffekt roof effect

Cl

HO

H a

H b

H cCl

Hb Hc Ha

27

Praktikum Analytische Chemie I (Wintersemester 201516)

Was kann ich gegen houmlhere Ordnung machen

bull Kopplungskonstanten sind konstant

bull Chemische Verschiebung sind proportional zur Messfrequenz

Ein Geraumlt mit besserer Aufloumlsung (staumlrkeres Magnetfeld) nutzen

J = Δδ middot ν0 Δδ = J ν0

Bsp Kopplung Hb und Hc

δ (Hb)=7250 ppm

δ (Hc)=7105 ppm

J = 8 Hz

ν0 = 90 MHz Δν= Δδ ν0 =0145 ppm 90MHz =1305 Hz

Praktikum Analytische Chemie I (Wintersemester 201314)

Hb Hc Ha

Cl

HO

H a

H b

H cCl

Δδ=0145ppm

ν0 = 600 MHz Δν= Δδ ν0 =0145 ppm 600MHz =8700 Hz

[ΔνJ =19]

[ΔνJ = 109]

[ΔνJ lt 7] Spektrum houmlherer Ordnung

28

Praktikum Analytische Chemie I (Wintersemester 201516)

Uumlbung 5 Die Struktur einer Verbindung mit der Summenformel C6H7N ist zu erarbeiten Aufgenommen wurde ein 400 MHz Spektrum Alle Kopplungskonstanten und Signale sind zu entnehmen bzw zuzuordnen

29

Praktikum Analytische Chemie I (Wintersemester 201516)

Uumlbung 5 Die Struktur einer Verbindung mit der Summenformel C6H7N ist zu erarbeiten Aufgenommen wurde ein 400 Mhz Spektrum Alle Kopplungskonstanten und Signale sind zu entnehmen bzw zuzuordnen

DBE Double Bond Equivalent DBE = (2a + 2 - b + c ) 2

CaHbOxNc DBE C6H7N = (2 x 6 + 2 - 7 + 1)2 = 4

H2N or

N

CH3

Aus der Summenformel kann ein

Methyl-pyridin abgeleitet werden

(C5H4N-CH3)

CH2 Singulett zwischen

45 und 65ppm

Praktikum Analytische Chemie I (Wintersemester 201516) 30

Praktikum Analytische Chemie I (Wintersemester 201516)

ppm Multiplett J in Hz Zuordnung

844 bdquosldquo (nicht aufgeloumlstes

m)

H-2

841 bdquodldquo (nicht aufgeloumlstes

m)

J = 56 (= 3J56) H-6

747 d J = 76 (= 3J45) H-4

725 Chloroform

717 dd J1 = 72 (= 3J54)

J2 = 56 (= 3J56)

H-5

268 s CH3-Pyr

H

CH3

N H

H

H

2

34

5

6

Uumlbung 5 Die Struktur einer Verbindung mit der Summenformel C6H7N ist zu erarbeiten Aufgenommen wurde ein 400 Mhz Spektrum Alle Kopplungskonstanten und Signale sind zu entnehmen bzw zuzuordnen

Singulett

Dublett Dublett

Doppeldublett

Im Bereich bei 84 ppm sind 2

Signale vorhanden Position 2 und 6

sind mit H besetzt

Praktikum Analytische Chemie I (Wintersemester 201516) 31

Praktikum Analytische Chemie I (Wintersemester 201516)

Uumlbung 6 Eine Verbindung der Summenformel C6H10O2 zeigt ein UV-Spektrum bei 205nm Aus dem IR-Spektrum koumlnnen eine Esterfunktion und Doppelbindungssignale entnommen werden Das 250 MHz Spektrum der Verbiundung liegt vor Ordnen Sie alle Signale zu und bestimmen Sie die Konfiguration der Doppelbindung Weiterhin ist auch das 13C Spektrum gegeben Hier sind alle Signale zuzuordnen

Signallage in ppm Relative Intensitaumlt

16747 224

13672 368

125 1000

6066 776

1833 612

1426 612

5840 5848

5858 5832

Praktikum Analytische Chemie I (Wintersemester 201516) 32

Praktikum Analytische Chemie I (Wintersemester 201516)

Signallage in ppm Relative Intensitaumlt

16747 224

13672 368

125 1000

6066 776

1833 612

1426 612

DBE = (6 x 2 + 2 ndash 10) 2 = 2 Ester + 1 Doppelbindung

13C 167 = Ester

60 = O ndash R

136 und 125 = C=C

18 und 14 = terminale CH3

5840 5848

5858 5832

Praktikum Analytische Chemie I (Wintersemester 201516) 33

Praktikum Analytische Chemie I (Wintersemester 201516)

DBE = (6 x 2 + 2 ndash 10) 2 = 2 Ester + 1 Doppelbindung

13C 167 = Ester

60 = O ndash R

136 und 125 = C=C

18 und 14 = terminale CH3

(130 ndash 127) x 250 = 75 3H 127 t (75) (188 ndash 187) x 250 = 25 3H 186 dd (75 25) (188 ndash 185) x 250 = 75 (421 ndash 418) x 250 = 75 2H 416 q (75) (5858 ndash 5848) x 250 = 25 1H 581 dq (25 ) (703 ndash 700) x 250 = 75 1H 695 dq (175 75) (700 ndash 693) x 250 = 175

O-CH2-CH3

l

C=O

l

5840 5848

5858 5832

Praktikum Analytische Chemie I (Wintersemester 201516) 34

Praktikum Analytische Chemie I (Wintersemester 201516)

DBE = (6 x 2 + 2 ndash 10) 2 = 2 Ester + 1 Doppelbindung

13C 167 = Ester

60 = O ndash R

136 und 125 = C=C

18 und 14 = terminale CH3

(130 ndash 127) x 250 = 75 3H 127 t (75) (188 ndash 187) x 250 = 25 3H 186 dd (75 25) (188 ndash 185) x 250 = 75 (421 ndash 418) x 250 = 75 2H 416 q (75) (5858 ndash 5848) x 250 = 25 1H 581 dq (25 ) (703 ndash 700) x 250 = 75 1H 695 dq (175 75) (700 ndash 693) x 250 = 175

O-CH2-CH3

l

C=O

l

C=C-CH3

H H E oder Z

5840 5848

5858 5832

Praktikum Analytische Chemie I (Wintersemester 201516)

1 2

3

4 5 6

1 2 2

1

6

6

5 5

4 4

35

Praktikum Analytische Chemie I (Wintersemester 201516)

UV Grundchromophor Enon Berechnung (Woodward-Regeln) Grundwert 193 nm (X = OR) -Alkyl 12 nm Gesamt 205 nm (experimentell 205 nm)

C C C OH

CH3 H OR

ppm rel Int Multiplett J in Hz Zuordnung

695 1 dq

tlw uumlberlagert

J1 = 175 ( 3Jtrans-Alken)

J2 = 65 ( 3J3)

trans-CH3-CH=CH-

581 1 dq J1 = ( 3Jtrans-Alken) 175

J2 = 25 ( 4J3+1)

trans-CH3-CH=CH-

416 2 q J = 75 ( 3J3) O-CH2-(CH3)

186 3 dd J1 = 75 ( 3J3)

J2 = 25 ( 4J3+1)

CH3-CH=CH-

127 3 t J = 75 ( 3J3) CH3-(CH2-)

Strichdiagramm zur Ermittlung der beiden Kopplungskonstanten zum Signal bei 695 ppm

697

696

694

693

703

700

688

691

J1

J2 J2 J2 J2 J2 J2

= 695

OCH2

O

H

H

CH3

695 (dq)

581 (dq)186 (dd)

CH3

417 (q)

127 (t)

Praktikum Analytische Chemie I (Wintersemester 201516) 36

Praktikum Analytische Chemie I (Wintersemester 201516)

Uumlbung 7 Ermitteln Sie aus dem 1H-NMR-Spektrum das Molverhaumlltnis der tautomeren Keto-Enol-Form von Acetylaceton

bullSignalauswahl

Keto-Isomer 36 ppm (IKeto = 4) NKeto = 2

Enol-Isomer 55 ppm (IEnol = 113) NEnol = 1

0415)1655(1001

9684)1655(100655

1

655

14

2311

NI

NI

NI

NI

n

n

Keto

Enol

EnolKeto

KetoEnol

KetoKeto

EnolEnol

Keto

Enol

Praktikum Analytische Chemie I (Wintersemester 201516)

Integral

37

Praktikum Analytische Chemie I (Wintersemester 201516)

Spektren 1 Ordnung Δν sehr viel groumlszliger als Kopplungskonstante J [ΔνJ gt 7]

Multiplizitaumlt M= N+1 (gilt fuumlr Kerne mit I= frac12)

Vorliegen eines Spektrums houmlherer Ordnung bei starker Kopplung

Faustregel [ΔνJ lt 7]

7 Spektrenordnung

J J

J J

J J

J J

Dacheffekt

Dacheffekt roof effect

Cl

HO

H a

H b

H cCl

Hb Hc Ha

27

Praktikum Analytische Chemie I (Wintersemester 201516)

Was kann ich gegen houmlhere Ordnung machen

bull Kopplungskonstanten sind konstant

bull Chemische Verschiebung sind proportional zur Messfrequenz

Ein Geraumlt mit besserer Aufloumlsung (staumlrkeres Magnetfeld) nutzen

J = Δδ middot ν0 Δδ = J ν0

Bsp Kopplung Hb und Hc

δ (Hb)=7250 ppm

δ (Hc)=7105 ppm

J = 8 Hz

ν0 = 90 MHz Δν= Δδ ν0 =0145 ppm 90MHz =1305 Hz

Praktikum Analytische Chemie I (Wintersemester 201314)

Hb Hc Ha

Cl

HO

H a

H b

H cCl

Δδ=0145ppm

ν0 = 600 MHz Δν= Δδ ν0 =0145 ppm 600MHz =8700 Hz

[ΔνJ =19]

[ΔνJ = 109]

[ΔνJ lt 7] Spektrum houmlherer Ordnung

28

Praktikum Analytische Chemie I (Wintersemester 201516)

Uumlbung 5 Die Struktur einer Verbindung mit der Summenformel C6H7N ist zu erarbeiten Aufgenommen wurde ein 400 MHz Spektrum Alle Kopplungskonstanten und Signale sind zu entnehmen bzw zuzuordnen

29

Praktikum Analytische Chemie I (Wintersemester 201516)

Uumlbung 5 Die Struktur einer Verbindung mit der Summenformel C6H7N ist zu erarbeiten Aufgenommen wurde ein 400 Mhz Spektrum Alle Kopplungskonstanten und Signale sind zu entnehmen bzw zuzuordnen

DBE Double Bond Equivalent DBE = (2a + 2 - b + c ) 2

CaHbOxNc DBE C6H7N = (2 x 6 + 2 - 7 + 1)2 = 4

H2N or

N

CH3

Aus der Summenformel kann ein

Methyl-pyridin abgeleitet werden

(C5H4N-CH3)

CH2 Singulett zwischen

45 und 65ppm

Praktikum Analytische Chemie I (Wintersemester 201516) 30

Praktikum Analytische Chemie I (Wintersemester 201516)

ppm Multiplett J in Hz Zuordnung

844 bdquosldquo (nicht aufgeloumlstes

m)

H-2

841 bdquodldquo (nicht aufgeloumlstes

m)

J = 56 (= 3J56) H-6

747 d J = 76 (= 3J45) H-4

725 Chloroform

717 dd J1 = 72 (= 3J54)

J2 = 56 (= 3J56)

H-5

268 s CH3-Pyr

H

CH3

N H

H

H

2

34

5

6

Uumlbung 5 Die Struktur einer Verbindung mit der Summenformel C6H7N ist zu erarbeiten Aufgenommen wurde ein 400 Mhz Spektrum Alle Kopplungskonstanten und Signale sind zu entnehmen bzw zuzuordnen

Singulett

Dublett Dublett

Doppeldublett

Im Bereich bei 84 ppm sind 2

Signale vorhanden Position 2 und 6

sind mit H besetzt

Praktikum Analytische Chemie I (Wintersemester 201516) 31

Praktikum Analytische Chemie I (Wintersemester 201516)

Uumlbung 6 Eine Verbindung der Summenformel C6H10O2 zeigt ein UV-Spektrum bei 205nm Aus dem IR-Spektrum koumlnnen eine Esterfunktion und Doppelbindungssignale entnommen werden Das 250 MHz Spektrum der Verbiundung liegt vor Ordnen Sie alle Signale zu und bestimmen Sie die Konfiguration der Doppelbindung Weiterhin ist auch das 13C Spektrum gegeben Hier sind alle Signale zuzuordnen

Signallage in ppm Relative Intensitaumlt

16747 224

13672 368

125 1000

6066 776

1833 612

1426 612

5840 5848

5858 5832

Praktikum Analytische Chemie I (Wintersemester 201516) 32

Praktikum Analytische Chemie I (Wintersemester 201516)

Signallage in ppm Relative Intensitaumlt

16747 224

13672 368

125 1000

6066 776

1833 612

1426 612

DBE = (6 x 2 + 2 ndash 10) 2 = 2 Ester + 1 Doppelbindung

13C 167 = Ester

60 = O ndash R

136 und 125 = C=C

18 und 14 = terminale CH3

5840 5848

5858 5832

Praktikum Analytische Chemie I (Wintersemester 201516) 33

Praktikum Analytische Chemie I (Wintersemester 201516)

DBE = (6 x 2 + 2 ndash 10) 2 = 2 Ester + 1 Doppelbindung

13C 167 = Ester

60 = O ndash R

136 und 125 = C=C

18 und 14 = terminale CH3

(130 ndash 127) x 250 = 75 3H 127 t (75) (188 ndash 187) x 250 = 25 3H 186 dd (75 25) (188 ndash 185) x 250 = 75 (421 ndash 418) x 250 = 75 2H 416 q (75) (5858 ndash 5848) x 250 = 25 1H 581 dq (25 ) (703 ndash 700) x 250 = 75 1H 695 dq (175 75) (700 ndash 693) x 250 = 175

O-CH2-CH3

l

C=O

l

5840 5848

5858 5832

Praktikum Analytische Chemie I (Wintersemester 201516) 34

Praktikum Analytische Chemie I (Wintersemester 201516)

DBE = (6 x 2 + 2 ndash 10) 2 = 2 Ester + 1 Doppelbindung

13C 167 = Ester

60 = O ndash R

136 und 125 = C=C

18 und 14 = terminale CH3

(130 ndash 127) x 250 = 75 3H 127 t (75) (188 ndash 187) x 250 = 25 3H 186 dd (75 25) (188 ndash 185) x 250 = 75 (421 ndash 418) x 250 = 75 2H 416 q (75) (5858 ndash 5848) x 250 = 25 1H 581 dq (25 ) (703 ndash 700) x 250 = 75 1H 695 dq (175 75) (700 ndash 693) x 250 = 175

O-CH2-CH3

l

C=O

l

C=C-CH3

H H E oder Z

5840 5848

5858 5832

Praktikum Analytische Chemie I (Wintersemester 201516)

1 2

3

4 5 6

1 2 2

1

6

6

5 5

4 4

35

Praktikum Analytische Chemie I (Wintersemester 201516)

UV Grundchromophor Enon Berechnung (Woodward-Regeln) Grundwert 193 nm (X = OR) -Alkyl 12 nm Gesamt 205 nm (experimentell 205 nm)

C C C OH

CH3 H OR

ppm rel Int Multiplett J in Hz Zuordnung

695 1 dq

tlw uumlberlagert

J1 = 175 ( 3Jtrans-Alken)

J2 = 65 ( 3J3)

trans-CH3-CH=CH-

581 1 dq J1 = ( 3Jtrans-Alken) 175

J2 = 25 ( 4J3+1)

trans-CH3-CH=CH-

416 2 q J = 75 ( 3J3) O-CH2-(CH3)

186 3 dd J1 = 75 ( 3J3)

J2 = 25 ( 4J3+1)

CH3-CH=CH-

127 3 t J = 75 ( 3J3) CH3-(CH2-)

Strichdiagramm zur Ermittlung der beiden Kopplungskonstanten zum Signal bei 695 ppm

697

696

694

693

703

700

688

691

J1

J2 J2 J2 J2 J2 J2

= 695

OCH2

O

H

H

CH3

695 (dq)

581 (dq)186 (dd)

CH3

417 (q)

127 (t)

Praktikum Analytische Chemie I (Wintersemester 201516) 36

Praktikum Analytische Chemie I (Wintersemester 201516)

Uumlbung 7 Ermitteln Sie aus dem 1H-NMR-Spektrum das Molverhaumlltnis der tautomeren Keto-Enol-Form von Acetylaceton

bullSignalauswahl

Keto-Isomer 36 ppm (IKeto = 4) NKeto = 2

Enol-Isomer 55 ppm (IEnol = 113) NEnol = 1

0415)1655(1001

9684)1655(100655

1

655

14

2311

NI

NI

NI

NI

n

n

Keto

Enol

EnolKeto

KetoEnol

KetoKeto

EnolEnol

Keto

Enol

Praktikum Analytische Chemie I (Wintersemester 201516)

Integral

37

Praktikum Analytische Chemie I (Wintersemester 201516)

Was kann ich gegen houmlhere Ordnung machen

bull Kopplungskonstanten sind konstant

bull Chemische Verschiebung sind proportional zur Messfrequenz

Ein Geraumlt mit besserer Aufloumlsung (staumlrkeres Magnetfeld) nutzen

J = Δδ middot ν0 Δδ = J ν0

Bsp Kopplung Hb und Hc

δ (Hb)=7250 ppm

δ (Hc)=7105 ppm

J = 8 Hz

ν0 = 90 MHz Δν= Δδ ν0 =0145 ppm 90MHz =1305 Hz

Praktikum Analytische Chemie I (Wintersemester 201314)

Hb Hc Ha

Cl

HO

H a

H b

H cCl

Δδ=0145ppm

ν0 = 600 MHz Δν= Δδ ν0 =0145 ppm 600MHz =8700 Hz

[ΔνJ =19]

[ΔνJ = 109]

[ΔνJ lt 7] Spektrum houmlherer Ordnung

28

Praktikum Analytische Chemie I (Wintersemester 201516)

Uumlbung 5 Die Struktur einer Verbindung mit der Summenformel C6H7N ist zu erarbeiten Aufgenommen wurde ein 400 MHz Spektrum Alle Kopplungskonstanten und Signale sind zu entnehmen bzw zuzuordnen

29

Praktikum Analytische Chemie I (Wintersemester 201516)

Uumlbung 5 Die Struktur einer Verbindung mit der Summenformel C6H7N ist zu erarbeiten Aufgenommen wurde ein 400 Mhz Spektrum Alle Kopplungskonstanten und Signale sind zu entnehmen bzw zuzuordnen

DBE Double Bond Equivalent DBE = (2a + 2 - b + c ) 2

CaHbOxNc DBE C6H7N = (2 x 6 + 2 - 7 + 1)2 = 4

H2N or

N

CH3

Aus der Summenformel kann ein

Methyl-pyridin abgeleitet werden

(C5H4N-CH3)

CH2 Singulett zwischen

45 und 65ppm

Praktikum Analytische Chemie I (Wintersemester 201516) 30

Praktikum Analytische Chemie I (Wintersemester 201516)

ppm Multiplett J in Hz Zuordnung

844 bdquosldquo (nicht aufgeloumlstes

m)

H-2

841 bdquodldquo (nicht aufgeloumlstes

m)

J = 56 (= 3J56) H-6

747 d J = 76 (= 3J45) H-4

725 Chloroform

717 dd J1 = 72 (= 3J54)

J2 = 56 (= 3J56)

H-5

268 s CH3-Pyr

H

CH3

N H

H

H

2

34

5

6

Uumlbung 5 Die Struktur einer Verbindung mit der Summenformel C6H7N ist zu erarbeiten Aufgenommen wurde ein 400 Mhz Spektrum Alle Kopplungskonstanten und Signale sind zu entnehmen bzw zuzuordnen

Singulett

Dublett Dublett

Doppeldublett

Im Bereich bei 84 ppm sind 2

Signale vorhanden Position 2 und 6

sind mit H besetzt

Praktikum Analytische Chemie I (Wintersemester 201516) 31

Praktikum Analytische Chemie I (Wintersemester 201516)

Uumlbung 6 Eine Verbindung der Summenformel C6H10O2 zeigt ein UV-Spektrum bei 205nm Aus dem IR-Spektrum koumlnnen eine Esterfunktion und Doppelbindungssignale entnommen werden Das 250 MHz Spektrum der Verbiundung liegt vor Ordnen Sie alle Signale zu und bestimmen Sie die Konfiguration der Doppelbindung Weiterhin ist auch das 13C Spektrum gegeben Hier sind alle Signale zuzuordnen

Signallage in ppm Relative Intensitaumlt

16747 224

13672 368

125 1000

6066 776

1833 612

1426 612

5840 5848

5858 5832

Praktikum Analytische Chemie I (Wintersemester 201516) 32

Praktikum Analytische Chemie I (Wintersemester 201516)

Signallage in ppm Relative Intensitaumlt

16747 224

13672 368

125 1000

6066 776

1833 612

1426 612

DBE = (6 x 2 + 2 ndash 10) 2 = 2 Ester + 1 Doppelbindung

13C 167 = Ester

60 = O ndash R

136 und 125 = C=C

18 und 14 = terminale CH3

5840 5848

5858 5832

Praktikum Analytische Chemie I (Wintersemester 201516) 33

Praktikum Analytische Chemie I (Wintersemester 201516)

DBE = (6 x 2 + 2 ndash 10) 2 = 2 Ester + 1 Doppelbindung

13C 167 = Ester

60 = O ndash R

136 und 125 = C=C

18 und 14 = terminale CH3

(130 ndash 127) x 250 = 75 3H 127 t (75) (188 ndash 187) x 250 = 25 3H 186 dd (75 25) (188 ndash 185) x 250 = 75 (421 ndash 418) x 250 = 75 2H 416 q (75) (5858 ndash 5848) x 250 = 25 1H 581 dq (25 ) (703 ndash 700) x 250 = 75 1H 695 dq (175 75) (700 ndash 693) x 250 = 175

O-CH2-CH3

l

C=O

l

5840 5848

5858 5832

Praktikum Analytische Chemie I (Wintersemester 201516) 34

Praktikum Analytische Chemie I (Wintersemester 201516)

DBE = (6 x 2 + 2 ndash 10) 2 = 2 Ester + 1 Doppelbindung

13C 167 = Ester

60 = O ndash R

136 und 125 = C=C

18 und 14 = terminale CH3

(130 ndash 127) x 250 = 75 3H 127 t (75) (188 ndash 187) x 250 = 25 3H 186 dd (75 25) (188 ndash 185) x 250 = 75 (421 ndash 418) x 250 = 75 2H 416 q (75) (5858 ndash 5848) x 250 = 25 1H 581 dq (25 ) (703 ndash 700) x 250 = 75 1H 695 dq (175 75) (700 ndash 693) x 250 = 175

O-CH2-CH3

l

C=O

l

C=C-CH3

H H E oder Z

5840 5848

5858 5832

Praktikum Analytische Chemie I (Wintersemester 201516)

1 2

3

4 5 6

1 2 2

1

6

6

5 5

4 4

35

Praktikum Analytische Chemie I (Wintersemester 201516)

UV Grundchromophor Enon Berechnung (Woodward-Regeln) Grundwert 193 nm (X = OR) -Alkyl 12 nm Gesamt 205 nm (experimentell 205 nm)

C C C OH

CH3 H OR

ppm rel Int Multiplett J in Hz Zuordnung

695 1 dq

tlw uumlberlagert

J1 = 175 ( 3Jtrans-Alken)

J2 = 65 ( 3J3)

trans-CH3-CH=CH-

581 1 dq J1 = ( 3Jtrans-Alken) 175

J2 = 25 ( 4J3+1)

trans-CH3-CH=CH-

416 2 q J = 75 ( 3J3) O-CH2-(CH3)

186 3 dd J1 = 75 ( 3J3)

J2 = 25 ( 4J3+1)

CH3-CH=CH-

127 3 t J = 75 ( 3J3) CH3-(CH2-)

Strichdiagramm zur Ermittlung der beiden Kopplungskonstanten zum Signal bei 695 ppm

697

696

694

693

703

700

688

691

J1

J2 J2 J2 J2 J2 J2

= 695

OCH2

O

H

H

CH3

695 (dq)

581 (dq)186 (dd)

CH3

417 (q)

127 (t)

Praktikum Analytische Chemie I (Wintersemester 201516) 36

Praktikum Analytische Chemie I (Wintersemester 201516)

Uumlbung 7 Ermitteln Sie aus dem 1H-NMR-Spektrum das Molverhaumlltnis der tautomeren Keto-Enol-Form von Acetylaceton

bullSignalauswahl

Keto-Isomer 36 ppm (IKeto = 4) NKeto = 2

Enol-Isomer 55 ppm (IEnol = 113) NEnol = 1

0415)1655(1001

9684)1655(100655

1

655

14

2311

NI

NI

NI

NI

n

n

Keto

Enol

EnolKeto

KetoEnol

KetoKeto

EnolEnol

Keto

Enol

Praktikum Analytische Chemie I (Wintersemester 201516)

Integral

37

Praktikum Analytische Chemie I (Wintersemester 201516)

Uumlbung 5 Die Struktur einer Verbindung mit der Summenformel C6H7N ist zu erarbeiten Aufgenommen wurde ein 400 MHz Spektrum Alle Kopplungskonstanten und Signale sind zu entnehmen bzw zuzuordnen

29

Praktikum Analytische Chemie I (Wintersemester 201516)

Uumlbung 5 Die Struktur einer Verbindung mit der Summenformel C6H7N ist zu erarbeiten Aufgenommen wurde ein 400 Mhz Spektrum Alle Kopplungskonstanten und Signale sind zu entnehmen bzw zuzuordnen

DBE Double Bond Equivalent DBE = (2a + 2 - b + c ) 2

CaHbOxNc DBE C6H7N = (2 x 6 + 2 - 7 + 1)2 = 4

H2N or

N

CH3

Aus der Summenformel kann ein

Methyl-pyridin abgeleitet werden

(C5H4N-CH3)

CH2 Singulett zwischen

45 und 65ppm

Praktikum Analytische Chemie I (Wintersemester 201516) 30

Praktikum Analytische Chemie I (Wintersemester 201516)

ppm Multiplett J in Hz Zuordnung

844 bdquosldquo (nicht aufgeloumlstes

m)

H-2

841 bdquodldquo (nicht aufgeloumlstes

m)

J = 56 (= 3J56) H-6

747 d J = 76 (= 3J45) H-4

725 Chloroform

717 dd J1 = 72 (= 3J54)

J2 = 56 (= 3J56)

H-5

268 s CH3-Pyr

H

CH3

N H

H

H

2

34

5

6

Uumlbung 5 Die Struktur einer Verbindung mit der Summenformel C6H7N ist zu erarbeiten Aufgenommen wurde ein 400 Mhz Spektrum Alle Kopplungskonstanten und Signale sind zu entnehmen bzw zuzuordnen

Singulett

Dublett Dublett

Doppeldublett

Im Bereich bei 84 ppm sind 2

Signale vorhanden Position 2 und 6

sind mit H besetzt

Praktikum Analytische Chemie I (Wintersemester 201516) 31

Praktikum Analytische Chemie I (Wintersemester 201516)

Uumlbung 6 Eine Verbindung der Summenformel C6H10O2 zeigt ein UV-Spektrum bei 205nm Aus dem IR-Spektrum koumlnnen eine Esterfunktion und Doppelbindungssignale entnommen werden Das 250 MHz Spektrum der Verbiundung liegt vor Ordnen Sie alle Signale zu und bestimmen Sie die Konfiguration der Doppelbindung Weiterhin ist auch das 13C Spektrum gegeben Hier sind alle Signale zuzuordnen

Signallage in ppm Relative Intensitaumlt

16747 224

13672 368

125 1000

6066 776

1833 612

1426 612

5840 5848

5858 5832

Praktikum Analytische Chemie I (Wintersemester 201516) 32

Praktikum Analytische Chemie I (Wintersemester 201516)

Signallage in ppm Relative Intensitaumlt

16747 224

13672 368

125 1000

6066 776

1833 612

1426 612

DBE = (6 x 2 + 2 ndash 10) 2 = 2 Ester + 1 Doppelbindung

13C 167 = Ester

60 = O ndash R

136 und 125 = C=C

18 und 14 = terminale CH3

5840 5848

5858 5832

Praktikum Analytische Chemie I (Wintersemester 201516) 33

Praktikum Analytische Chemie I (Wintersemester 201516)

DBE = (6 x 2 + 2 ndash 10) 2 = 2 Ester + 1 Doppelbindung

13C 167 = Ester

60 = O ndash R

136 und 125 = C=C

18 und 14 = terminale CH3

(130 ndash 127) x 250 = 75 3H 127 t (75) (188 ndash 187) x 250 = 25 3H 186 dd (75 25) (188 ndash 185) x 250 = 75 (421 ndash 418) x 250 = 75 2H 416 q (75) (5858 ndash 5848) x 250 = 25 1H 581 dq (25 ) (703 ndash 700) x 250 = 75 1H 695 dq (175 75) (700 ndash 693) x 250 = 175

O-CH2-CH3

l

C=O

l

5840 5848

5858 5832

Praktikum Analytische Chemie I (Wintersemester 201516) 34

Praktikum Analytische Chemie I (Wintersemester 201516)

DBE = (6 x 2 + 2 ndash 10) 2 = 2 Ester + 1 Doppelbindung

13C 167 = Ester

60 = O ndash R

136 und 125 = C=C

18 und 14 = terminale CH3

(130 ndash 127) x 250 = 75 3H 127 t (75) (188 ndash 187) x 250 = 25 3H 186 dd (75 25) (188 ndash 185) x 250 = 75 (421 ndash 418) x 250 = 75 2H 416 q (75) (5858 ndash 5848) x 250 = 25 1H 581 dq (25 ) (703 ndash 700) x 250 = 75 1H 695 dq (175 75) (700 ndash 693) x 250 = 175

O-CH2-CH3

l

C=O

l

C=C-CH3

H H E oder Z

5840 5848

5858 5832

Praktikum Analytische Chemie I (Wintersemester 201516)

1 2

3

4 5 6

1 2 2

1

6

6

5 5

4 4

35

Praktikum Analytische Chemie I (Wintersemester 201516)

UV Grundchromophor Enon Berechnung (Woodward-Regeln) Grundwert 193 nm (X = OR) -Alkyl 12 nm Gesamt 205 nm (experimentell 205 nm)

C C C OH

CH3 H OR

ppm rel Int Multiplett J in Hz Zuordnung

695 1 dq

tlw uumlberlagert

J1 = 175 ( 3Jtrans-Alken)

J2 = 65 ( 3J3)

trans-CH3-CH=CH-

581 1 dq J1 = ( 3Jtrans-Alken) 175

J2 = 25 ( 4J3+1)

trans-CH3-CH=CH-

416 2 q J = 75 ( 3J3) O-CH2-(CH3)

186 3 dd J1 = 75 ( 3J3)

J2 = 25 ( 4J3+1)

CH3-CH=CH-

127 3 t J = 75 ( 3J3) CH3-(CH2-)

Strichdiagramm zur Ermittlung der beiden Kopplungskonstanten zum Signal bei 695 ppm

697

696

694

693

703

700

688

691

J1

J2 J2 J2 J2 J2 J2

= 695

OCH2

O

H

H

CH3

695 (dq)

581 (dq)186 (dd)

CH3

417 (q)

127 (t)

Praktikum Analytische Chemie I (Wintersemester 201516) 36

Praktikum Analytische Chemie I (Wintersemester 201516)

Uumlbung 7 Ermitteln Sie aus dem 1H-NMR-Spektrum das Molverhaumlltnis der tautomeren Keto-Enol-Form von Acetylaceton

bullSignalauswahl

Keto-Isomer 36 ppm (IKeto = 4) NKeto = 2

Enol-Isomer 55 ppm (IEnol = 113) NEnol = 1

0415)1655(1001

9684)1655(100655

1

655

14

2311

NI

NI

NI

NI

n

n

Keto

Enol

EnolKeto

KetoEnol

KetoKeto

EnolEnol

Keto

Enol

Praktikum Analytische Chemie I (Wintersemester 201516)

Integral

37

Praktikum Analytische Chemie I (Wintersemester 201516)

Uumlbung 5 Die Struktur einer Verbindung mit der Summenformel C6H7N ist zu erarbeiten Aufgenommen wurde ein 400 Mhz Spektrum Alle Kopplungskonstanten und Signale sind zu entnehmen bzw zuzuordnen

DBE Double Bond Equivalent DBE = (2a + 2 - b + c ) 2

CaHbOxNc DBE C6H7N = (2 x 6 + 2 - 7 + 1)2 = 4

H2N or

N

CH3

Aus der Summenformel kann ein

Methyl-pyridin abgeleitet werden

(C5H4N-CH3)

CH2 Singulett zwischen

45 und 65ppm

Praktikum Analytische Chemie I (Wintersemester 201516) 30

Praktikum Analytische Chemie I (Wintersemester 201516)

ppm Multiplett J in Hz Zuordnung

844 bdquosldquo (nicht aufgeloumlstes

m)

H-2

841 bdquodldquo (nicht aufgeloumlstes

m)

J = 56 (= 3J56) H-6

747 d J = 76 (= 3J45) H-4

725 Chloroform

717 dd J1 = 72 (= 3J54)

J2 = 56 (= 3J56)

H-5

268 s CH3-Pyr

H

CH3

N H

H

H

2

34

5

6

Uumlbung 5 Die Struktur einer Verbindung mit der Summenformel C6H7N ist zu erarbeiten Aufgenommen wurde ein 400 Mhz Spektrum Alle Kopplungskonstanten und Signale sind zu entnehmen bzw zuzuordnen

Singulett

Dublett Dublett

Doppeldublett

Im Bereich bei 84 ppm sind 2

Signale vorhanden Position 2 und 6

sind mit H besetzt

Praktikum Analytische Chemie I (Wintersemester 201516) 31

Praktikum Analytische Chemie I (Wintersemester 201516)

Uumlbung 6 Eine Verbindung der Summenformel C6H10O2 zeigt ein UV-Spektrum bei 205nm Aus dem IR-Spektrum koumlnnen eine Esterfunktion und Doppelbindungssignale entnommen werden Das 250 MHz Spektrum der Verbiundung liegt vor Ordnen Sie alle Signale zu und bestimmen Sie die Konfiguration der Doppelbindung Weiterhin ist auch das 13C Spektrum gegeben Hier sind alle Signale zuzuordnen

Signallage in ppm Relative Intensitaumlt

16747 224

13672 368

125 1000

6066 776

1833 612

1426 612

5840 5848

5858 5832

Praktikum Analytische Chemie I (Wintersemester 201516) 32

Praktikum Analytische Chemie I (Wintersemester 201516)

Signallage in ppm Relative Intensitaumlt

16747 224

13672 368

125 1000

6066 776

1833 612

1426 612

DBE = (6 x 2 + 2 ndash 10) 2 = 2 Ester + 1 Doppelbindung

13C 167 = Ester

60 = O ndash R

136 und 125 = C=C

18 und 14 = terminale CH3

5840 5848

5858 5832

Praktikum Analytische Chemie I (Wintersemester 201516) 33

Praktikum Analytische Chemie I (Wintersemester 201516)

DBE = (6 x 2 + 2 ndash 10) 2 = 2 Ester + 1 Doppelbindung

13C 167 = Ester

60 = O ndash R

136 und 125 = C=C

18 und 14 = terminale CH3

(130 ndash 127) x 250 = 75 3H 127 t (75) (188 ndash 187) x 250 = 25 3H 186 dd (75 25) (188 ndash 185) x 250 = 75 (421 ndash 418) x 250 = 75 2H 416 q (75) (5858 ndash 5848) x 250 = 25 1H 581 dq (25 ) (703 ndash 700) x 250 = 75 1H 695 dq (175 75) (700 ndash 693) x 250 = 175

O-CH2-CH3

l

C=O

l

5840 5848

5858 5832

Praktikum Analytische Chemie I (Wintersemester 201516) 34

Praktikum Analytische Chemie I (Wintersemester 201516)

DBE = (6 x 2 + 2 ndash 10) 2 = 2 Ester + 1 Doppelbindung

13C 167 = Ester

60 = O ndash R

136 und 125 = C=C

18 und 14 = terminale CH3

(130 ndash 127) x 250 = 75 3H 127 t (75) (188 ndash 187) x 250 = 25 3H 186 dd (75 25) (188 ndash 185) x 250 = 75 (421 ndash 418) x 250 = 75 2H 416 q (75) (5858 ndash 5848) x 250 = 25 1H 581 dq (25 ) (703 ndash 700) x 250 = 75 1H 695 dq (175 75) (700 ndash 693) x 250 = 175

O-CH2-CH3

l

C=O

l

C=C-CH3

H H E oder Z

5840 5848

5858 5832

Praktikum Analytische Chemie I (Wintersemester 201516)

1 2

3

4 5 6

1 2 2

1

6

6

5 5

4 4

35

Praktikum Analytische Chemie I (Wintersemester 201516)

UV Grundchromophor Enon Berechnung (Woodward-Regeln) Grundwert 193 nm (X = OR) -Alkyl 12 nm Gesamt 205 nm (experimentell 205 nm)

C C C OH

CH3 H OR

ppm rel Int Multiplett J in Hz Zuordnung

695 1 dq

tlw uumlberlagert

J1 = 175 ( 3Jtrans-Alken)

J2 = 65 ( 3J3)

trans-CH3-CH=CH-

581 1 dq J1 = ( 3Jtrans-Alken) 175

J2 = 25 ( 4J3+1)

trans-CH3-CH=CH-

416 2 q J = 75 ( 3J3) O-CH2-(CH3)

186 3 dd J1 = 75 ( 3J3)

J2 = 25 ( 4J3+1)

CH3-CH=CH-

127 3 t J = 75 ( 3J3) CH3-(CH2-)

Strichdiagramm zur Ermittlung der beiden Kopplungskonstanten zum Signal bei 695 ppm

697

696

694

693

703

700

688

691

J1

J2 J2 J2 J2 J2 J2

= 695

OCH2

O

H

H

CH3

695 (dq)

581 (dq)186 (dd)

CH3

417 (q)

127 (t)

Praktikum Analytische Chemie I (Wintersemester 201516) 36

Praktikum Analytische Chemie I (Wintersemester 201516)

Uumlbung 7 Ermitteln Sie aus dem 1H-NMR-Spektrum das Molverhaumlltnis der tautomeren Keto-Enol-Form von Acetylaceton

bullSignalauswahl

Keto-Isomer 36 ppm (IKeto = 4) NKeto = 2

Enol-Isomer 55 ppm (IEnol = 113) NEnol = 1

0415)1655(1001

9684)1655(100655

1

655

14

2311

NI

NI

NI

NI

n

n

Keto

Enol

EnolKeto

KetoEnol

KetoKeto

EnolEnol

Keto

Enol

Praktikum Analytische Chemie I (Wintersemester 201516)

Integral

37

Praktikum Analytische Chemie I (Wintersemester 201516)

ppm Multiplett J in Hz Zuordnung

844 bdquosldquo (nicht aufgeloumlstes

m)

H-2

841 bdquodldquo (nicht aufgeloumlstes

m)

J = 56 (= 3J56) H-6

747 d J = 76 (= 3J45) H-4

725 Chloroform

717 dd J1 = 72 (= 3J54)

J2 = 56 (= 3J56)

H-5

268 s CH3-Pyr

H

CH3

N H

H

H

2

34

5

6

Uumlbung 5 Die Struktur einer Verbindung mit der Summenformel C6H7N ist zu erarbeiten Aufgenommen wurde ein 400 Mhz Spektrum Alle Kopplungskonstanten und Signale sind zu entnehmen bzw zuzuordnen

Singulett

Dublett Dublett

Doppeldublett

Im Bereich bei 84 ppm sind 2

Signale vorhanden Position 2 und 6

sind mit H besetzt

Praktikum Analytische Chemie I (Wintersemester 201516) 31

Praktikum Analytische Chemie I (Wintersemester 201516)

Uumlbung 6 Eine Verbindung der Summenformel C6H10O2 zeigt ein UV-Spektrum bei 205nm Aus dem IR-Spektrum koumlnnen eine Esterfunktion und Doppelbindungssignale entnommen werden Das 250 MHz Spektrum der Verbiundung liegt vor Ordnen Sie alle Signale zu und bestimmen Sie die Konfiguration der Doppelbindung Weiterhin ist auch das 13C Spektrum gegeben Hier sind alle Signale zuzuordnen

Signallage in ppm Relative Intensitaumlt

16747 224

13672 368

125 1000

6066 776

1833 612

1426 612

5840 5848

5858 5832

Praktikum Analytische Chemie I (Wintersemester 201516) 32

Praktikum Analytische Chemie I (Wintersemester 201516)

Signallage in ppm Relative Intensitaumlt

16747 224

13672 368

125 1000

6066 776

1833 612

1426 612

DBE = (6 x 2 + 2 ndash 10) 2 = 2 Ester + 1 Doppelbindung

13C 167 = Ester

60 = O ndash R

136 und 125 = C=C

18 und 14 = terminale CH3

5840 5848

5858 5832

Praktikum Analytische Chemie I (Wintersemester 201516) 33

Praktikum Analytische Chemie I (Wintersemester 201516)

DBE = (6 x 2 + 2 ndash 10) 2 = 2 Ester + 1 Doppelbindung

13C 167 = Ester

60 = O ndash R

136 und 125 = C=C

18 und 14 = terminale CH3

(130 ndash 127) x 250 = 75 3H 127 t (75) (188 ndash 187) x 250 = 25 3H 186 dd (75 25) (188 ndash 185) x 250 = 75 (421 ndash 418) x 250 = 75 2H 416 q (75) (5858 ndash 5848) x 250 = 25 1H 581 dq (25 ) (703 ndash 700) x 250 = 75 1H 695 dq (175 75) (700 ndash 693) x 250 = 175

O-CH2-CH3

l

C=O

l

5840 5848

5858 5832

Praktikum Analytische Chemie I (Wintersemester 201516) 34

Praktikum Analytische Chemie I (Wintersemester 201516)

DBE = (6 x 2 + 2 ndash 10) 2 = 2 Ester + 1 Doppelbindung

13C 167 = Ester

60 = O ndash R

136 und 125 = C=C

18 und 14 = terminale CH3

(130 ndash 127) x 250 = 75 3H 127 t (75) (188 ndash 187) x 250 = 25 3H 186 dd (75 25) (188 ndash 185) x 250 = 75 (421 ndash 418) x 250 = 75 2H 416 q (75) (5858 ndash 5848) x 250 = 25 1H 581 dq (25 ) (703 ndash 700) x 250 = 75 1H 695 dq (175 75) (700 ndash 693) x 250 = 175

O-CH2-CH3

l

C=O

l

C=C-CH3

H H E oder Z

5840 5848

5858 5832

Praktikum Analytische Chemie I (Wintersemester 201516)

1 2

3

4 5 6

1 2 2

1

6

6

5 5

4 4

35

Praktikum Analytische Chemie I (Wintersemester 201516)

UV Grundchromophor Enon Berechnung (Woodward-Regeln) Grundwert 193 nm (X = OR) -Alkyl 12 nm Gesamt 205 nm (experimentell 205 nm)

C C C OH

CH3 H OR

ppm rel Int Multiplett J in Hz Zuordnung

695 1 dq

tlw uumlberlagert

J1 = 175 ( 3Jtrans-Alken)

J2 = 65 ( 3J3)

trans-CH3-CH=CH-

581 1 dq J1 = ( 3Jtrans-Alken) 175

J2 = 25 ( 4J3+1)

trans-CH3-CH=CH-

416 2 q J = 75 ( 3J3) O-CH2-(CH3)

186 3 dd J1 = 75 ( 3J3)

J2 = 25 ( 4J3+1)

CH3-CH=CH-

127 3 t J = 75 ( 3J3) CH3-(CH2-)

Strichdiagramm zur Ermittlung der beiden Kopplungskonstanten zum Signal bei 695 ppm

697

696

694

693

703

700

688

691

J1

J2 J2 J2 J2 J2 J2

= 695

OCH2

O

H

H

CH3

695 (dq)

581 (dq)186 (dd)

CH3

417 (q)

127 (t)

Praktikum Analytische Chemie I (Wintersemester 201516) 36

Praktikum Analytische Chemie I (Wintersemester 201516)

Uumlbung 7 Ermitteln Sie aus dem 1H-NMR-Spektrum das Molverhaumlltnis der tautomeren Keto-Enol-Form von Acetylaceton

bullSignalauswahl

Keto-Isomer 36 ppm (IKeto = 4) NKeto = 2

Enol-Isomer 55 ppm (IEnol = 113) NEnol = 1

0415)1655(1001

9684)1655(100655

1

655

14

2311

NI

NI

NI

NI

n

n

Keto

Enol

EnolKeto

KetoEnol

KetoKeto

EnolEnol

Keto

Enol

Praktikum Analytische Chemie I (Wintersemester 201516)

Integral

37

Praktikum Analytische Chemie I (Wintersemester 201516)

Uumlbung 6 Eine Verbindung der Summenformel C6H10O2 zeigt ein UV-Spektrum bei 205nm Aus dem IR-Spektrum koumlnnen eine Esterfunktion und Doppelbindungssignale entnommen werden Das 250 MHz Spektrum der Verbiundung liegt vor Ordnen Sie alle Signale zu und bestimmen Sie die Konfiguration der Doppelbindung Weiterhin ist auch das 13C Spektrum gegeben Hier sind alle Signale zuzuordnen

Signallage in ppm Relative Intensitaumlt

16747 224

13672 368

125 1000

6066 776

1833 612

1426 612

5840 5848

5858 5832

Praktikum Analytische Chemie I (Wintersemester 201516) 32

Praktikum Analytische Chemie I (Wintersemester 201516)

Signallage in ppm Relative Intensitaumlt

16747 224

13672 368

125 1000

6066 776

1833 612

1426 612

DBE = (6 x 2 + 2 ndash 10) 2 = 2 Ester + 1 Doppelbindung

13C 167 = Ester

60 = O ndash R

136 und 125 = C=C

18 und 14 = terminale CH3

5840 5848

5858 5832

Praktikum Analytische Chemie I (Wintersemester 201516) 33

Praktikum Analytische Chemie I (Wintersemester 201516)

DBE = (6 x 2 + 2 ndash 10) 2 = 2 Ester + 1 Doppelbindung

13C 167 = Ester

60 = O ndash R

136 und 125 = C=C

18 und 14 = terminale CH3

(130 ndash 127) x 250 = 75 3H 127 t (75) (188 ndash 187) x 250 = 25 3H 186 dd (75 25) (188 ndash 185) x 250 = 75 (421 ndash 418) x 250 = 75 2H 416 q (75) (5858 ndash 5848) x 250 = 25 1H 581 dq (25 ) (703 ndash 700) x 250 = 75 1H 695 dq (175 75) (700 ndash 693) x 250 = 175

O-CH2-CH3

l

C=O

l

5840 5848

5858 5832

Praktikum Analytische Chemie I (Wintersemester 201516) 34

Praktikum Analytische Chemie I (Wintersemester 201516)

DBE = (6 x 2 + 2 ndash 10) 2 = 2 Ester + 1 Doppelbindung

13C 167 = Ester

60 = O ndash R

136 und 125 = C=C

18 und 14 = terminale CH3

(130 ndash 127) x 250 = 75 3H 127 t (75) (188 ndash 187) x 250 = 25 3H 186 dd (75 25) (188 ndash 185) x 250 = 75 (421 ndash 418) x 250 = 75 2H 416 q (75) (5858 ndash 5848) x 250 = 25 1H 581 dq (25 ) (703 ndash 700) x 250 = 75 1H 695 dq (175 75) (700 ndash 693) x 250 = 175

O-CH2-CH3

l

C=O

l

C=C-CH3

H H E oder Z

5840 5848

5858 5832

Praktikum Analytische Chemie I (Wintersemester 201516)

1 2

3

4 5 6

1 2 2

1

6

6

5 5

4 4

35

Praktikum Analytische Chemie I (Wintersemester 201516)

UV Grundchromophor Enon Berechnung (Woodward-Regeln) Grundwert 193 nm (X = OR) -Alkyl 12 nm Gesamt 205 nm (experimentell 205 nm)

C C C OH

CH3 H OR

ppm rel Int Multiplett J in Hz Zuordnung

695 1 dq

tlw uumlberlagert

J1 = 175 ( 3Jtrans-Alken)

J2 = 65 ( 3J3)

trans-CH3-CH=CH-

581 1 dq J1 = ( 3Jtrans-Alken) 175

J2 = 25 ( 4J3+1)

trans-CH3-CH=CH-

416 2 q J = 75 ( 3J3) O-CH2-(CH3)

186 3 dd J1 = 75 ( 3J3)

J2 = 25 ( 4J3+1)

CH3-CH=CH-

127 3 t J = 75 ( 3J3) CH3-(CH2-)

Strichdiagramm zur Ermittlung der beiden Kopplungskonstanten zum Signal bei 695 ppm

697

696

694

693

703

700

688

691

J1

J2 J2 J2 J2 J2 J2

= 695

OCH2

O

H

H

CH3

695 (dq)

581 (dq)186 (dd)

CH3

417 (q)

127 (t)

Praktikum Analytische Chemie I (Wintersemester 201516) 36

Praktikum Analytische Chemie I (Wintersemester 201516)

Uumlbung 7 Ermitteln Sie aus dem 1H-NMR-Spektrum das Molverhaumlltnis der tautomeren Keto-Enol-Form von Acetylaceton

bullSignalauswahl

Keto-Isomer 36 ppm (IKeto = 4) NKeto = 2

Enol-Isomer 55 ppm (IEnol = 113) NEnol = 1

0415)1655(1001

9684)1655(100655

1

655

14

2311

NI

NI

NI

NI

n

n

Keto

Enol

EnolKeto

KetoEnol

KetoKeto

EnolEnol

Keto

Enol

Praktikum Analytische Chemie I (Wintersemester 201516)

Integral

37

Praktikum Analytische Chemie I (Wintersemester 201516)

Signallage in ppm Relative Intensitaumlt

16747 224

13672 368

125 1000

6066 776

1833 612

1426 612

DBE = (6 x 2 + 2 ndash 10) 2 = 2 Ester + 1 Doppelbindung

13C 167 = Ester

60 = O ndash R

136 und 125 = C=C

18 und 14 = terminale CH3

5840 5848

5858 5832

Praktikum Analytische Chemie I (Wintersemester 201516) 33

Praktikum Analytische Chemie I (Wintersemester 201516)

DBE = (6 x 2 + 2 ndash 10) 2 = 2 Ester + 1 Doppelbindung

13C 167 = Ester

60 = O ndash R

136 und 125 = C=C

18 und 14 = terminale CH3

(130 ndash 127) x 250 = 75 3H 127 t (75) (188 ndash 187) x 250 = 25 3H 186 dd (75 25) (188 ndash 185) x 250 = 75 (421 ndash 418) x 250 = 75 2H 416 q (75) (5858 ndash 5848) x 250 = 25 1H 581 dq (25 ) (703 ndash 700) x 250 = 75 1H 695 dq (175 75) (700 ndash 693) x 250 = 175

O-CH2-CH3

l

C=O

l

5840 5848

5858 5832

Praktikum Analytische Chemie I (Wintersemester 201516) 34

Praktikum Analytische Chemie I (Wintersemester 201516)

DBE = (6 x 2 + 2 ndash 10) 2 = 2 Ester + 1 Doppelbindung

13C 167 = Ester

60 = O ndash R

136 und 125 = C=C

18 und 14 = terminale CH3

(130 ndash 127) x 250 = 75 3H 127 t (75) (188 ndash 187) x 250 = 25 3H 186 dd (75 25) (188 ndash 185) x 250 = 75 (421 ndash 418) x 250 = 75 2H 416 q (75) (5858 ndash 5848) x 250 = 25 1H 581 dq (25 ) (703 ndash 700) x 250 = 75 1H 695 dq (175 75) (700 ndash 693) x 250 = 175

O-CH2-CH3

l

C=O

l

C=C-CH3

H H E oder Z

5840 5848

5858 5832

Praktikum Analytische Chemie I (Wintersemester 201516)

1 2

3

4 5 6

1 2 2

1

6

6

5 5

4 4

35

Praktikum Analytische Chemie I (Wintersemester 201516)

UV Grundchromophor Enon Berechnung (Woodward-Regeln) Grundwert 193 nm (X = OR) -Alkyl 12 nm Gesamt 205 nm (experimentell 205 nm)

C C C OH

CH3 H OR

ppm rel Int Multiplett J in Hz Zuordnung

695 1 dq

tlw uumlberlagert

J1 = 175 ( 3Jtrans-Alken)

J2 = 65 ( 3J3)

trans-CH3-CH=CH-

581 1 dq J1 = ( 3Jtrans-Alken) 175

J2 = 25 ( 4J3+1)

trans-CH3-CH=CH-

416 2 q J = 75 ( 3J3) O-CH2-(CH3)

186 3 dd J1 = 75 ( 3J3)

J2 = 25 ( 4J3+1)

CH3-CH=CH-

127 3 t J = 75 ( 3J3) CH3-(CH2-)

Strichdiagramm zur Ermittlung der beiden Kopplungskonstanten zum Signal bei 695 ppm

697

696

694

693

703

700

688

691

J1

J2 J2 J2 J2 J2 J2

= 695

OCH2

O

H

H

CH3

695 (dq)

581 (dq)186 (dd)

CH3

417 (q)

127 (t)

Praktikum Analytische Chemie I (Wintersemester 201516) 36

Praktikum Analytische Chemie I (Wintersemester 201516)

Uumlbung 7 Ermitteln Sie aus dem 1H-NMR-Spektrum das Molverhaumlltnis der tautomeren Keto-Enol-Form von Acetylaceton

bullSignalauswahl

Keto-Isomer 36 ppm (IKeto = 4) NKeto = 2

Enol-Isomer 55 ppm (IEnol = 113) NEnol = 1

0415)1655(1001

9684)1655(100655

1

655

14

2311

NI

NI

NI

NI

n

n

Keto

Enol

EnolKeto

KetoEnol

KetoKeto

EnolEnol

Keto

Enol

Praktikum Analytische Chemie I (Wintersemester 201516)

Integral

37

Praktikum Analytische Chemie I (Wintersemester 201516)

DBE = (6 x 2 + 2 ndash 10) 2 = 2 Ester + 1 Doppelbindung

13C 167 = Ester

60 = O ndash R

136 und 125 = C=C

18 und 14 = terminale CH3

(130 ndash 127) x 250 = 75 3H 127 t (75) (188 ndash 187) x 250 = 25 3H 186 dd (75 25) (188 ndash 185) x 250 = 75 (421 ndash 418) x 250 = 75 2H 416 q (75) (5858 ndash 5848) x 250 = 25 1H 581 dq (25 ) (703 ndash 700) x 250 = 75 1H 695 dq (175 75) (700 ndash 693) x 250 = 175

O-CH2-CH3

l

C=O

l

5840 5848

5858 5832

Praktikum Analytische Chemie I (Wintersemester 201516) 34

Praktikum Analytische Chemie I (Wintersemester 201516)

DBE = (6 x 2 + 2 ndash 10) 2 = 2 Ester + 1 Doppelbindung

13C 167 = Ester

60 = O ndash R

136 und 125 = C=C

18 und 14 = terminale CH3

(130 ndash 127) x 250 = 75 3H 127 t (75) (188 ndash 187) x 250 = 25 3H 186 dd (75 25) (188 ndash 185) x 250 = 75 (421 ndash 418) x 250 = 75 2H 416 q (75) (5858 ndash 5848) x 250 = 25 1H 581 dq (25 ) (703 ndash 700) x 250 = 75 1H 695 dq (175 75) (700 ndash 693) x 250 = 175

O-CH2-CH3

l

C=O

l

C=C-CH3

H H E oder Z

5840 5848

5858 5832

Praktikum Analytische Chemie I (Wintersemester 201516)

1 2

3

4 5 6

1 2 2

1

6

6

5 5

4 4

35

Praktikum Analytische Chemie I (Wintersemester 201516)

UV Grundchromophor Enon Berechnung (Woodward-Regeln) Grundwert 193 nm (X = OR) -Alkyl 12 nm Gesamt 205 nm (experimentell 205 nm)

C C C OH

CH3 H OR

ppm rel Int Multiplett J in Hz Zuordnung

695 1 dq

tlw uumlberlagert

J1 = 175 ( 3Jtrans-Alken)

J2 = 65 ( 3J3)

trans-CH3-CH=CH-

581 1 dq J1 = ( 3Jtrans-Alken) 175

J2 = 25 ( 4J3+1)

trans-CH3-CH=CH-

416 2 q J = 75 ( 3J3) O-CH2-(CH3)

186 3 dd J1 = 75 ( 3J3)

J2 = 25 ( 4J3+1)

CH3-CH=CH-

127 3 t J = 75 ( 3J3) CH3-(CH2-)

Strichdiagramm zur Ermittlung der beiden Kopplungskonstanten zum Signal bei 695 ppm

697

696

694

693

703

700

688

691

J1

J2 J2 J2 J2 J2 J2

= 695

OCH2

O

H

H

CH3

695 (dq)

581 (dq)186 (dd)

CH3

417 (q)

127 (t)

Praktikum Analytische Chemie I (Wintersemester 201516) 36

Praktikum Analytische Chemie I (Wintersemester 201516)

Uumlbung 7 Ermitteln Sie aus dem 1H-NMR-Spektrum das Molverhaumlltnis der tautomeren Keto-Enol-Form von Acetylaceton

bullSignalauswahl

Keto-Isomer 36 ppm (IKeto = 4) NKeto = 2

Enol-Isomer 55 ppm (IEnol = 113) NEnol = 1

0415)1655(1001

9684)1655(100655

1

655

14

2311

NI

NI

NI

NI

n

n

Keto

Enol

EnolKeto

KetoEnol

KetoKeto

EnolEnol

Keto

Enol

Praktikum Analytische Chemie I (Wintersemester 201516)

Integral

37

Praktikum Analytische Chemie I (Wintersemester 201516)

DBE = (6 x 2 + 2 ndash 10) 2 = 2 Ester + 1 Doppelbindung

13C 167 = Ester

60 = O ndash R

136 und 125 = C=C

18 und 14 = terminale CH3

(130 ndash 127) x 250 = 75 3H 127 t (75) (188 ndash 187) x 250 = 25 3H 186 dd (75 25) (188 ndash 185) x 250 = 75 (421 ndash 418) x 250 = 75 2H 416 q (75) (5858 ndash 5848) x 250 = 25 1H 581 dq (25 ) (703 ndash 700) x 250 = 75 1H 695 dq (175 75) (700 ndash 693) x 250 = 175

O-CH2-CH3

l

C=O

l

C=C-CH3

H H E oder Z

5840 5848

5858 5832

Praktikum Analytische Chemie I (Wintersemester 201516)

1 2

3

4 5 6

1 2 2

1

6

6

5 5

4 4

35

Praktikum Analytische Chemie I (Wintersemester 201516)

UV Grundchromophor Enon Berechnung (Woodward-Regeln) Grundwert 193 nm (X = OR) -Alkyl 12 nm Gesamt 205 nm (experimentell 205 nm)

C C C OH

CH3 H OR

ppm rel Int Multiplett J in Hz Zuordnung

695 1 dq

tlw uumlberlagert

J1 = 175 ( 3Jtrans-Alken)

J2 = 65 ( 3J3)

trans-CH3-CH=CH-

581 1 dq J1 = ( 3Jtrans-Alken) 175

J2 = 25 ( 4J3+1)

trans-CH3-CH=CH-

416 2 q J = 75 ( 3J3) O-CH2-(CH3)

186 3 dd J1 = 75 ( 3J3)

J2 = 25 ( 4J3+1)

CH3-CH=CH-

127 3 t J = 75 ( 3J3) CH3-(CH2-)

Strichdiagramm zur Ermittlung der beiden Kopplungskonstanten zum Signal bei 695 ppm

697

696

694

693

703

700

688

691

J1

J2 J2 J2 J2 J2 J2

= 695

OCH2

O

H

H

CH3

695 (dq)

581 (dq)186 (dd)

CH3

417 (q)

127 (t)

Praktikum Analytische Chemie I (Wintersemester 201516) 36

Praktikum Analytische Chemie I (Wintersemester 201516)

Uumlbung 7 Ermitteln Sie aus dem 1H-NMR-Spektrum das Molverhaumlltnis der tautomeren Keto-Enol-Form von Acetylaceton

bullSignalauswahl

Keto-Isomer 36 ppm (IKeto = 4) NKeto = 2

Enol-Isomer 55 ppm (IEnol = 113) NEnol = 1

0415)1655(1001

9684)1655(100655

1

655

14

2311

NI

NI

NI

NI

n

n

Keto

Enol

EnolKeto

KetoEnol

KetoKeto

EnolEnol

Keto

Enol

Praktikum Analytische Chemie I (Wintersemester 201516)

Integral

37

Praktikum Analytische Chemie I (Wintersemester 201516)

UV Grundchromophor Enon Berechnung (Woodward-Regeln) Grundwert 193 nm (X = OR) -Alkyl 12 nm Gesamt 205 nm (experimentell 205 nm)

C C C OH

CH3 H OR

ppm rel Int Multiplett J in Hz Zuordnung

695 1 dq

tlw uumlberlagert

J1 = 175 ( 3Jtrans-Alken)

J2 = 65 ( 3J3)

trans-CH3-CH=CH-

581 1 dq J1 = ( 3Jtrans-Alken) 175

J2 = 25 ( 4J3+1)

trans-CH3-CH=CH-

416 2 q J = 75 ( 3J3) O-CH2-(CH3)

186 3 dd J1 = 75 ( 3J3)

J2 = 25 ( 4J3+1)

CH3-CH=CH-

127 3 t J = 75 ( 3J3) CH3-(CH2-)

Strichdiagramm zur Ermittlung der beiden Kopplungskonstanten zum Signal bei 695 ppm

697

696

694

693

703

700

688

691

J1

J2 J2 J2 J2 J2 J2

= 695

OCH2

O

H

H

CH3

695 (dq)

581 (dq)186 (dd)

CH3

417 (q)

127 (t)

Praktikum Analytische Chemie I (Wintersemester 201516) 36

Praktikum Analytische Chemie I (Wintersemester 201516)

Uumlbung 7 Ermitteln Sie aus dem 1H-NMR-Spektrum das Molverhaumlltnis der tautomeren Keto-Enol-Form von Acetylaceton

bullSignalauswahl

Keto-Isomer 36 ppm (IKeto = 4) NKeto = 2

Enol-Isomer 55 ppm (IEnol = 113) NEnol = 1

0415)1655(1001

9684)1655(100655

1

655

14

2311

NI

NI

NI

NI

n

n

Keto

Enol

EnolKeto

KetoEnol

KetoKeto

EnolEnol

Keto

Enol

Praktikum Analytische Chemie I (Wintersemester 201516)

Integral

37

Praktikum Analytische Chemie I (Wintersemester 201516)

Uumlbung 7 Ermitteln Sie aus dem 1H-NMR-Spektrum das Molverhaumlltnis der tautomeren Keto-Enol-Form von Acetylaceton

bullSignalauswahl

Keto-Isomer 36 ppm (IKeto = 4) NKeto = 2

Enol-Isomer 55 ppm (IEnol = 113) NEnol = 1

0415)1655(1001

9684)1655(100655

1

655

14

2311

NI

NI

NI

NI

n

n

Keto

Enol

EnolKeto

KetoEnol

KetoKeto

EnolEnol

Keto

Enol

Praktikum Analytische Chemie I (Wintersemester 201516)

Integral

37