penentuan struktur ftir
DESCRIPTION
panduan untuk menentukan struktur dengan menggunakan FTIRTRANSCRIPT
SPEKTROSKOPI
INFRA MERAH (IR)
IR
rendahtinggi Frekuensi (n)
Energi
X-RAY ULTRAVIOLET INFRARED MICRO-
WAVERADIO FREQUENCY
Ultraviolet VisibleVibrasi
Infrared
Resonansi
magnet inti
200 nm 400 nm 800 nm
2.5 mm 15 mm 1 m 5 m
pendek panjangPanjang gelombang (l)
rendah
Spektrum Elektromagnetik
BLUE RED
tinggi
IR Definisi Infra merah
Inframerah adalah radiasi elektromagnetik dari suatu panjang gelombang yang lebih panjang dari cahaya tampak, tetapi lebih pendek dari radiasi gelombang mikro.
Spektroskopi IRStudi mengenai antara energi cahaya dan materi, dimana energi yang dipancarkan berasal dari sinar infra merah.
Spektrofotometer IRInstrumen yang digunakan untuk mengukur penyerapan radiasi inframerah pada berbagai panjang gelombang.
IR
Detection Electronicsand Computer
InfraredSource
Determines Frequenciesof Infrared Absorbed andplots them on a chart
Sample
NaCl plates
Absorption“peaks”
Infrared Spectrum
frequency
intensity ofabsorption
(decreasing)
focusingmirror
Dasar Pengukuran
IR
100
80
60
40
20
0CH
3CH CH
2C CH
3
OCH3
3500 3000 2500 2000 1500 1000 500
100
80
60
40
20
0
WAVELENGTH (cm-1)
%
T
R
A
N
S
M
I
T
T
A
N
C
E
Contoh Spektrum
IR Dasar Pengukuran
Energi infra red tidak mampu mentransisikan elektron melainkan hanya menyebabkan
molekul ber-VIBRASI pada tingkat vibrasi tertentu.
mendeteksi gugus fungsional, mengidentifikasi senyawa &
menganalisis campuran.
IR
Inti – inti atom terikat oleh ikatan kovalen mengalami getaran (vibrasi/osilasi) :
1. Vibrasi regangan (stretching vibration)vibrasi yang menyebabkan perubahan terus menerus pada jarak
ikatan.
Ada 2 jenis vibrasi regangan :Vibrasi regangan simetris (symmetrical stretching)Vibrasi regangan asimetris (asymmetrical stretching)
Jenis Vibrasi
IR
2. Vibrasi tekuk (bending vibration)vibrasi yang menyebabkan
perubahan sudut ikatan.
Ada 4 jenis vibrasi tekuk :RockingScissoringTwistingWagging
Jenis Vibrasi
IR
Dalam molekul diatomik, hanya ada
satu macam vibrasi yaitu
stretching.
Jika dalam suatu molekul ada
banyak atom, maka akan ada
banyak ikatan yang artinya banyak
jenis vibrasi.
Jenis Vibrasi
IR
Molekul linear dengan “n” atom, maka akan ada 3n-5 jenis vibrasi.
Jika molekul non-linear, maka akan ada 3n-6 jenis vibrasi.
Contoh : AIRRumus molekul H2OMempunyai 3 atomNon linear
3n-6 = 3 (3) – 6= 3 jenis vibrasi
3n - 6
Contoh Vibrasi
IR
Symmetric BendAsymetric stretch
Vibrasi Molekul Air
IR Tingkat Energi Vibrasi
IR
hvE
l
cv
ln
1
cnn
Energi Vibrasi
Bilangan gelombang
berbanding lurus
terhadap frekuensi
IR Deskripsi Matematika dari Energi Vibrasi
Anggaplah ikatan seperti pegas.....
x0 x1
Dx
K
-F = K(Dx)
m1 m2
K
Moleculeas aHooke’sLawdevice
Restoring force =
stretch
compress
forceconstant
HOOKE’S LAW
IR
=1
2pcn
K
m
larger K,higher frequency
larger atom masses,lower frequency
constants
2150 1650 1200
C=C > C=C > C-C=increasing K
C-H > C-C > C-O > C-Cl > C-Br3000 1200 1100 750 650
increasing m
21
21
mm
mm
m
Deskripsi Matematika dari Energi Vibrasi
IR
1.Gugus karbonil merupakan absorber terkuat
2.Begitu juga dengan –O-H dan –C-O-
Hanya senyawa dengan momen dipol tertentu yang dapat menyerap radiasi infra merah.
C C RR
R
R R
R
Energi Vibrasi : Momen dipol
C
O
O H C O
d+
d-
Ikatan yang tidak menyerap :1.Alkena dan alkuna tersubtitusi
yang simetris2.Bebarapa ikatan C-C3.Molekul diatomic yang simetris
Beberapa gugus fungsi menyerap kuat radiasi infra merah
IR Spektroskopi Raman
Pendeteksi ikatan simetris
(Spektroskopi vibrasi) Spektroskopi raman
Molekul diiradiasi dengan cahaya UV yang kuat, pada saat yang sama spektrum
infra merah diukur
Cahaya UV mempromosikan elektron dari orbital ikatan
ke orbital anti ikatan.
Pembentukan dipol pada gugus.
Mengaktifkan gugus fungsi agar menyerap radiasi
IR
C C RR C C RR..d+ d-
hn
UVp p*
p*
..
transitionSimetris, tidak membentuk dipol
Dipol terinduksi menyerap IR
IRSURVEY OF
SPECTRA (3000)
2.5 4 5 5.5 6.1 6.5 15.4
4000 2500 2000 1800 1650 1550 650
FREQUENCY (cm-1)
WAVELENGTH (mm)
O-H C-H
N-H
C=O C=NVeryfewbands
C=C
C-Cl
C-O
C-N
C-CX=C=Y
(C,O,N,S)
C N
C C
N=O N=O *
IR
HYDROCARBONS(C-H ABSORPTIONS)
ALCOHOLSACIDS
(O-H ABSORPTIONS)AMINES
(N-H ABSORPTIONS)
O-H 3600
N-H 3400
C-H 3000
C=N 2250
C=C 2150
C=O 1715
C=C 1650
C-O 1100
=
=
IR
STRECHING C-H
IR
C-H2.5 4 5 5.5 6.1 6.5 15.4
4000 2500 2000 1800 1650 1550 650
FREQUENCY (cm-1)
WAVELENGTH (mm)
O-H C-H
N-H
C=O C=N
Very
few
bands
C=C
C-Cl
C-O
C-N
C-CX=C=Y
(C,O,N,S)
C N
C C
N=O N=O*
We will look at
this area first
STRETCHING C-H
IR
•C-H aldehida, dua puncak (keduanya lemah)
~ 2850 dan 2750 cm-1
3000 pembagi
Tidak jenuh
jenuh
•stretch C-H sp ~ 3300 cm-1
•stretch C-H sp2 > 3000 cm-1
•stretch C-H sp3 < 3000 cm-1
Daerah stretching C-H
Nilai dasar = 3000 cm-1
IR
3000
-C-H=C-H
31003300
=C-H=
2900 2850 2750
-CH=O(weak)
increasing CH Bond Strength
sp3-1ssp2-1ssp-1s
increasing frequency (cm-1)
aldehyde
increasing s character in bond
increasing force constant K
Ikatan yang lebih kuat akan memiliki konstanta gaya yang lebih besar dan akan mengabsorpsi pada frekuensi lebih tinggi
CH BASE VALUE = 3000 cm-1
Daerah stretching C-H
IR
C
H
H
C
H
H
C
H
H
C
H
H
C
HH
C
HH
Symmetric Stretch
Asymmetric Stretch
~2853 cm-1
~2926 cm-1
VIBRASI STRETCHING GUGUS METILEN
Any time you have two or more of the same kind of bond sharinga central atom you will have symmetric and asymmetric modes.
in-phase
out-of-phase
Dua ikatan C-H berbagi karbon pusat(H terikat pada C yang sama)
IR
C
H
H
H
C
H
H
H
Symmetric Stretch
Asymmetric Stretch
~2872 cm-1
~2962 cm-1
Tiga ikatan C-H berbagi karbon pusat(H terikat pada C yang sama)
in-phase
out-of-phase
VIBRASI STRETCHING GUGUS METILEN
IR
CH3
CH2
CH2
CH2
CH2
CH3
CH
stretching
vibrations
includes
CH3 sym and asym
CH2 sym and asym
CH bending vibrations
discussed shortly
HEKSAN
IR
BENDING C-H
IR
bending CH2 ~ 1465 cm-1
bending (asym) CH3 muncul dekat
nilai CH2 ~ 1460 cm-1
bending (sym) CH3 ~ 1375 cm-1
DAERAH BENDING C-H
IR
C
H
H
C
H
H
C
H
H
C
H
H
C
HH
C
HH
Scissoring Wagging
Rocking Twisting
BendingVibrations
~1465 cm-1
~720 cm-1
~1250 cm-1
~1250 cm-1
in-plane out-of-plane
VIBRASI BENDING GUGUS METILEN
IR
CH3CH2
1465 1460 1375
asym sym
VIBRASI BENDING METILEN DAN METIL
these two peaks frequently overlap and are not resolved
Bending C-H, muncul dekat 1465 and 1375 cm-1
CH
H
H
IR
CH3CH2
1465 1460 1375
asym sym
13701380
13701390
C
CH3
CH3
C CH3
CH3
CH3
C CH3
geminal dimethyl
t-butyl
(isopropyl)two peaks
two peaks
Puncak metil simetris terbagi ketika terdapat lebih dari satu CH3
Yang terikat pada karbon.
DETAIL TAMBAHAN UNTUK SYM CH3
one peak
VIBRASI BENDING METILEN DAN METIL
IR
CH3
CH2
CH2
CH2
CH2
CH3
CH
stretch
CH2
bend
CH3
bend
CH2
rocking
> 4C
HEKSANA
IR
CH2
CH CH2
CH2
CH2
CH3
=CH
CH
C=C CH2
CH3
bend
CH oops
1-HEKSENA
IR
CH3 C=C
benzene
CH3
Ar-H oops
Ar-H
Toluena
IR
CH C CH2
CH2
CH2
CH3
C=C=
=C-H= C-H
CH2, CH3
1-HEKSUNA
IR
STRETCH O-H
IR
O-H2.5 4 5 5.5 6.1 6.5 15.4
4000 2500 2000 1800 1650 1550 650
FREQUENCY (cm-1)
WAVELENGTH (mm)
O-H C-H
N-H
C=O C=N
Very
few
bands
C=C
C-Cl
C-O
C-N
C-CX=C=Y
(C,O,N,S)
C N
C C
N=O N=O*
STRECH O-H
IR
O-H 3600 cm-1 (alkohol bebas) O-H 3300 cm-1 (akohol dan asam dengan ikatan
hidrogen)
3600 3300
H-BONDEDFREE
broadens
shifts
DAERAH STRECHING O-H
IR
Free
OH
Free
OH
C-H C-H
C-H
H-bonded
OH
H-bonded
OH
Pure Liquid Dilute Solution Very Dilute Solution(a) (b) (c)
4000 3600 3200 2800 4000 3600 3200 2800 4000 3600 3200 2800
“neat”
1-Butanol
Efek Ikatan Hidrogen PAda Streching O-H
IR
OH
R
O
H
R
R O
H
R
OH
H
R O
R HO
Hidroksil dengan Ikatan Hidrogen
Banyak jenis dari ikatan OH dengan kekuatan dan panjang ikatan yang berbeda akan mengarah pada absorpsi yang melebar (broad)
Ikatan yang lebih panjang adalah lebih lemah dan mengarah pada frekuensi yang lebih lemah
Ikatan hidrogen terjadi pada larutan pekat ( contoh, alkohol murni).
“Neat” solution.
IR Hidroksil Bebas
R O
H
CCl4
CCl4
CCl4CCl4
CCl4
Ikatan yang berbeda memiliki panjang dan kekuatan yang terdefinisi baik
Terjadi di dalam pelarut “inert” seperti CCl4.
Molekul pelarut mengelilingi tetapi tidak membetuk ikatan hidrogen
Vibrasi hidroksil bebas tanpa interfensi dari molekul lainnya.
IR
OHO-H
H-bond
C-H
C-O
CH2
neat solution
Sikloheksanol
IR
CH3
CH2
CH2
C OH
O
O-H
H-bond
C-H C=O
CH2
C-O
neat solution
Asam Butanoat
IR
C
O
OH
RC
O
O H
R
Dimer Asam Karboksilat
Ikatan hidrogen yang kuat, melemahkan ikatan O-H dan mengarah pada pita yang melebar dengan frekuensi lebih rendah
IR
STRETCH N-H
IR
N-H2.5 4 5 5.5 6.1 6.5 15.4
4000 2500 2000 1800 1650 1550 650
FREQUENCY (cm-1)
WAVELENGTH (mm)
O-H C-H
N-H
C=O C=N
Very
few
bands
C=C
C-Cl
C-O
C-N
C-CX=C=Y
(C,O,N,S)
C N
C C
N=O N=O*
STRECH N-H
IR
Amina primer memberikan dua puncak
Amina sekunder memberikan satu puncak
Amina tersier tidak memberikan puncak
NH
HN
H
Hsymmetric asymmetric
N-H 3300 - 3400 cm-1
STRECH N-H
IR
CH3
CH2
CH2
CH2
NH2
NH2
NH2
scissor
CH2
CH3
PRIMARY AMINE
1-Butanamin
IR
NH2
CH3
NH2
Ar-H
-CH3
benzeneAr-H
oops
3-MetilbenzenaminPRIMARY AMINE
IR
NH CH2
CH3
NH
benzeneAr-H
oops
CH3
SECONDARY AMINE
N -Etilbenzenamin
IR
N
CH3
CH3
no N-H
benzene
CH3
Ar-H
oops
Ar-H
-CH3
TERTIARY AMINE
N,N -Dimetilanilin
IRSURVEY OF
SPECTRA (2000)
2.5 4 5 5.5 6.1 6.5 15.4
4000 2500 2000 1800 1650 1550 650
FREQUENCY (cm-1)
WAVELENGTH (mm)
O-H C-H
N-H
C=O C=NVeryfewbands
C=C
C-Cl
C-O
C-N
C-CX=C=Y
(C,O,N,S)
C N
C C
N=O N=O *
IR
NITRILES
ALKYNES
O-H 3600
N-H 3400
C-H 3000
C=N 2250
C=C 2150
C=O 1715
C=C 1650
C-O 1100
=
=
IR
C=N
C=C
=
=2.5 4 5 5.5 6.1 6.5 15.4
4000 2500 2000 1800 1650 1550 650
FREQUENCY (cm-1)
WAVELENGTH (mm)
O-H C-H
N-H
C=O C=N
Very
few
bands
C=C
C-Cl
C-O
C-N
C-CX=C=Y
(C,O,N,S)
C N
C C
N=O N=O*
Streching C N dan C C
IR
C N 2250 cm-1
C C 2150 cm-1
Gugus siano sering muncul sebagai puncak yang kuat dan tajam karena momen dipolnya yang besar
Ikatan rangkap tiga C-C memberikan puncak yang tajam tetapi sering kali lemah karena kurang mengkutub
(terutama pada senyawa yang simetris)
R C C R
Streching C N dan C C
IR
CH3
CH2
C N
C=N=
BASE = 2250
Propanitril
IR
CH C CH2
CH2
CH2
CH3
C=C==C-H=
BASE = 2150
1-Heksuna
IRSURVEY OF
SPECTRA (1800-1650)
2.5 4 5 5.5 6.1 6.5 15.4
4000 2500 2000 1800 1650 1550 650
FREQUENCY (cm-1)
WAVELENGTH (mm)
O-H C-H
N-H
C=O C=NVeryfewbands
C=C
C-Cl
C-O
C-N
C-CX=C=Y
(C,O,N,S)
C N
C C
N=O N=O *
IR
CARBONYL COMPOUNDS
( C=O BOND STRETCH)
Aldehydes
Ketones
Esters
Amides
Acid Chlorides
O-H 3600
N-H 3400
C-H 3000
C=N 2250
C=C 2150
C=O 1715
C=C 1650
C-O 1100
=
=
IR
C=O
2.5 4 5 5.5 6.1 6.5 15.4
4000 2500 2000 1800 1650 1550 650
FREQUENCY (cm-1)
WAVELENGTH (mm)
O-H C-H
N-H
C=O C=N
Very
few
bands
C=C
C-Cl
C-O
C-N
C-CX=C=Y
(C,O,N,S)
C N
C C
N=O N=O*
C=O STRETCHING
IR
Streching C=O muncul pada daerah 1800 -1650 cm-1
Nilai dasar adalah 1715 cm-1 (keton)
Pitanya sangat kuat! Terjadi karena momen dipol C=O yang besar
C=O sering muncul sebagai salah satu puncak kuat dalam spektrum
C=O STRETCHING
IR
CH3
C CH2
CH3
O
KETONE
C=O
C-H
overtone2x C=O
CH bend
BASE = 1715
1715
C=O
2-butanon
IR
1810 and 1760
BASEVALUE
CR
O
H
CR
O
O C R
O
CR
O
ClCR
O
OR'CR
O
RCR
O
NH2
CR
O
OH
169017101715172517351800
acid chloride ester aldehyde
carboxylicacid amideketone
anhydride
( two peaks )
Setiap tipe C=O yang berbeda akan muncul pada frekuensi yang berbeda
C=O sensitif terhadap lingkungan
IR
1.225 A 1.231 A 1.235 A 1.248 A
acidchloride
ester ketone amide
PANJANG IKATAN C=O DALAM KARBONIL
shorter longer
1780 cm-1 1735 cm-1 1715 cm-1 1680 cm-1
IR
C
O
R
C
O
X
EFEK INDUKSI DAN RESONANSI PADA FREKUENSI C=O
Electron-donating groups
Electron-withdrawing groups
R = Me, Et, etc.
X = F, Cl, Br, O
A
B
raise its absorption frequency
lower its absorption frequency
weaken the carbonyl and
strengthen the carbonyl and
FAKTOR YANG MEMPENGARUHI SERAPAN C=O
IR
OH
C
O
R
RDHydrogen bonding
C
O
R
C
O
X
C
O
Y C
O
Y+
-
Resonance
Y = N, O, or C=C(Note the lengthening of
the C=O bond! )
Clowers its absorption frequency
lowers its absorption frequency
lengthens and weakens
the C=O bond and
weakens the carbonyl and
FAKTOR YANG MEMPENGARUHI SERAPAN C=O
IR
169017101715172517351800
1810 and 1760
BASEVALUE
acid chloride ester aldehyde
carboxylicacid amideketone
CR
O
H
CR
O
O C R
O
CR
O
ClCR
O
OR'CR
O
RCR
O
NH2
CR
O
OH
anhydride
( two peaks )
STRETCHING VIBRATIONS
B A C
D
A
B D
CE-donating
E-withdrawing
Resonance
H-bonding
BAGAIMANA FAKTOR TSB MEMPENGARUHI C=O
IR
Keton berada pada frekuensi lebih rendah dibandingkan aldehida karena adanya gugus alkil kedua sebagai gugus pendorong elektron
Asil klorida muncul pada frekuensi lebih tinggi dibandingkan keton karena adanya gugus halida (gugus penarik elektron).
Ester muncul pada frekuensi lebih tinggi dibandingkan keton karena atom O (gugus penarik elektron). Faktor ini lebih penting dibandingkan efek resonansi.
Catatan : Keelektronegatifan O dan N berbeda, hal ini menyebabkan kedua faktor (resonance/ e-withdrawal) berbeda di dalam ester dan amida.
Asam muncul pada frekuensi lebih rendah dibanding keton karena adanya ikatan hidrogen.
KESIMPULAN
Amida muncul pada frekuensi lebih rendah dibandingkan ketonkarena melibatkan efek resonansi dari PEB pada atom N. Efek penarik elelktron dari atom N kurang penting dibandingkan efek resonansinya.
IR
R C
O
H
C=O at 1725 cm-1
also look for aldehyde CH2850 and 2750 cm-1
R C
O
O H
C=O at 1710 cm-1
also look for OH(H-bonded) andC-O ~1200 cm-1
R C
O
N H
H
C=O at 1690 cm-1
also look for twoNH peaks at3400 cm-1
R C
O
O R'
C=O at 1735 cm-1
also look for twoC-O at 1200 and1000 cm-1
Ketones have C=O at 1715 cm-1 and no NH, OH, C-O or -CHO
Anhydrides have two C=O peaks near 1800 cm-1 and two C-O
Memastikan GF
Setiap tipe senyawa karbonil memiliki serapan yang lain yang harus dicek untuk memastikan gugus fungsi
IR
CH3
C CH2
CH3
O
KETONE
C=O
C-H
overtone
CH bend
BASE = 17151719 x 2 = 3438overtone of strong C=O peak
3438
2-butanon
IR ALDEHYDE
BASE = 1725
CH3
CH2
CH2
CH2
CH2
CH2
CH2
CH2
C H
O
C=O
CHO
CH bend
>4C
3460
Nonanal
IR
CCl
O
CH3
(CH2)10
ACID CHLORIDE
C=OC-H
CH bend
BASE = 1800
3608
Dodekanoil klorida
IR
CO
O
CH2
CH2
CH3
CH2
CH3
ESTER
C=O
C-OC-H
BASE = 1735
3482
Etil Butanoat
IR
COH
O
CHCH3
CH3
C=O
O-H
C-HC-O
BASE = 1710
Asam 2-metilpropanoat
IR
C
O
OH
RC
O
O H
R
Strong hydrogen-bonding in the dimer weakens the O-H andC=O bonds and leads to broad peaks at lower frequencies.
lowersfrequencyof C=O
and alsoof O-H
RECALL
Dimer Asam Karboksilat
IR
CNH
2
O
CH2
CH3
AMIDE
C=O
NH2
C-H
CH bend
BASE = 1690two peaks sym / asym
Propanamida
IRSURVEY OF
SPECTRA (1700)
2.5 4 5 5.5 6.1 6.5 15.4
4000 2500 2000 1800 1650 1550 650
FREQUENCY (cm-1)
WAVELENGTH (mm)
O-H C-H
N-H
C=O C=NVeryfewbands
C=C
C-Cl
C-O
C-N
C-CX=C=Y
(C,O,N,S)
C N
C C
N=O N=O *
IR
EFFECTS OF CONJUGATION
AND RING SIZE ON C=O
ALKENES AND AROMATICS
( C=C STRETCHING)
O-H 3600
N-H 3400
C-H 3000
C=N 2250
C=C 2150
C=O 1715
C=C 1650
C-O 1100
=
=
IR
2.5 4 5 5.5 6.1 6.5 15.4
4000 2500 2000 1800 1650 1550 650
FREQUENCY (cm-1)
WAVELENGTH (mm)
O-H C-H
N-H
C=O C=N
Very
few
bands
C=C
C-Cl
C-O
C-N
C-CX=C=Y
(C,O,N,S)
C N
C C
N=O N=O*
C=O
C=C
IR
Karbonil yang terkonjugasi dengan ikatan C=C akan bergeser pada frekuensi yang lebih rendah
Untuk aldehida, keton, dan ester, pergeserannya sekitar 25-30 cm-1
Keton terkonjugasi = 1690 to 1680 cm-1
Ester terkonjugasi = 1710 to 1700 cm-1
Pita serapan C=C menjadi benar-benar kuat
C=O terkonjugasi dengan C=C
IR
C
O
CHR CH2 C
O
CHR CH2
+
-
Konjugasi menurunkan frekuensi C=O dan juga C=C
resonance lengthens(weakens) C=O
C
O
CHR CH2R C R
O
1715 1690 cm-1
C=C is also lengthened(weakened) ….. and
polarized !
lowered
1650 1625 cm-1
Konjugasi menurunkan frekuensi
IR
only one
weak
C C
CH3
CH3
C CH3
O
H
C=O : 1715 - 30 = 1685
C=C : 1650 - 25 = 1625
C=O C=C
doublet =
gem dimethyl
4-Metil-3-penten-2-on (keton terkonjugasi)
IR
C CH3
O
C=O : 1715 - 30 = 1685
benzene bonds1400 - 1600
benzeneC-H oops
benzeneC-H stretch
C=O
Asetofenon (keton aromatik terkonjugasi)
IR
C
O
C
O
120o angleis normal A smaller angle requires
more p character in thehybrids forming the ring.
In response to more pin the ring bonds, thereis more s character inthe bonds to C=O.
More s character leads to a shorter and stronger bond and ahigher frequency.
Sudut mempengaruhi frekuensi
1
2
3
IR
1715174517801815 1690
RING STRAIN CONJUGATION
Efek Konjugasi dan Ukuran Cincin
1705
CR
O
RCR
O
CH CH2
CR
O
OOOO O
normalaliphaticketones
IR
O
CYCLIC KETONE5-ring
C=O
CH
bend
C-H
aliphatic
expected = 1740
Siklopentanon
IR C=C STRETCHING ALKENESAROMATICS
C=C
2.5 4 5 5.5 6.1 6.5 15.4
4000 2500 2000 1800 1650 1550 650
FREQUENCY (cm-1)
WAVELENGTH (mm)
O-H C-H
N-H
C=O C=N
Very
few
bands
C=C
C-Cl
C-O
C-N
C-CX=C=Y
(C,O,N,S)
C N
C C
N=O N=O*
IR
Ikatan C=C muncul pada 1650 cm-1 puncaknya seringkali lemah atau bahkan tidak terlihat
Cincin benzen memperlihatkan puncak sekitar 1600 dan 1400 cm-1 , (konjugasi membuatnya muncul pada frekuensi lebih rendah)
Ketika C=C berkonjugasi dengan C=O, akan muncul sebagai puncakyang kuat dan frekuensi lebih rendah
Daerah stretching C=C
IR
CH2
CH CH2
CH2
CH2
CH3
ALKENE
oops
C=C=C-H
C-H
aliphatic
C-H
bend
1-Heksen
IR
CH3
AROMATIC
benzene
oops
benzeneC-H
C=C
Toluena
IRSURVEY OF
SPECTRA (1100)
2.5 4 5 5.5 6.1 6.5 15.4
4000 2500 2000 1800 1650 1550 650
FREQUENCY (cm-1)
WAVELENGTH (mm)
O-H C-H
N-H
C=O C=NVeryfewbands
C=C
C-Cl
C-O
C-N
C-CX=C=Y
(C,O,N,S)
C N
C C
N=O N=O *
IR
ALKOHOL
ETER
(C-O STRETCHING)
O-H 3600
N-H 3400
C-H 3000
C=N 2250
C=C 2150
C=O 1715
C=C 1650
C-O 1100
=
=
IR
C-O2.5 4 5 5.5 6.1 6.5 15.4
4000 2500 2000 1800 1650 1550 650
FREQUENCY (cm-1)
WAVELENGTH (mm)
O-H C-H
N-H
C=O C=N
Very
few
bands
C=C
C-Cl
C-O
C-N
C-CX=C=Y
(C,O,N,S)
C N
C C
N=O N=O*
C-O STRETCHING
IR C-O STRETCHING
•Pita serapan C-O muncul pada daerah 1300 -1000 cm-1
•Carilah satu atau lebih pita serapan yang kuat yang muncul pada daerah ini!
•Eter, alkohol, ester, asam karboksilat memiliki pita serapan C-O
IR ETHER
BASE = 1100
CH3
CH2
CH2
CH2
O CH2
CH2
CH2
CH3
C-O
CH2 CH3
bendingC-H
Dibutil Eter (eter)
IR
O CH3
benzeneoops
C-O
C-Haromatic
BASE = 1100
Anisol (aromatik eter)
IR
BASE = 3600
BASE = 1100
OHOH
C-O
CH2
bend
C-H
Sikloheksanol (alkohol)
IR CARBOXYLIC ACID
COH
O
CHCH3
CH3
OH
CH C=OC-O
Asam-2-metilpropanoat
IR ESTER
CO
O
CH2
CH2
CH3
CH2
CH3
CH
C=O
C-O
Etil Butanoat (ester)
IR
N-O
2.5 4 5 5.5 6.1 6.5 15.4
4000 2500 2000 1800 1650 1550 650
FREQUENCY (cm-1)
WAVELENGTH (mm)
O-H C-H
N-H
C=O C=N
Very
few
bands
C=C
C-Cl
C-O
C-N
C-CX=C=Y
(C,O,N,S)
C N
C C
N=O N=O*
N=O STRETCHING
IR
Streching N=O -- 1550 dan 1350 cm-1 (streching asimetrik dan simetrik)
Seringkali puncak 1550 cm-1 lebih kuat dibandingkan yang lainnya
N=O STRETCHING
IR
CH3
CHCH
3
NO2
N=O
N=O
C-H
gem-dimethyl
2-Nitropropan
IRSURVEY OF
SPECTRA (halides)
2.5 4 5 5.5 6.1 6.5 15.4
4000 2500 2000 1800 1650 1550 650
FREQUENCY (cm-1)
WAVELENGTH (mm)
O-H C-H
N-H
C=O C=NVeryfewbands
C=C
C-Cl
C-O
C-N
C-CX=C=Y
(C,O,N,S)
C N
C C
N=O N=O *
IR
HALIDA
IR
C-Cl2.5 4 5 5.5 6.1 6.5 15.4
4000 2500 2000 1800 1650 1550 650
FREQUENCY (cm-1)
WAVELENGTH (mm)
O-H C-H
N-H
C=O C=N
Very
few
bands
C=C
C-Cl
C-O
C-N
C-CX=C=Y
(C,O,N,S)
C N
C C
N=O N=O*
HALIDA
IR
C-Cl 785 to 540 cm-1,
seringkali sukar menemukan diantara pita sidik jari!!
C-Br and C-I
muncul diluar daerah kegunaan spektroskopi infra merah
Ikatan C-F dapat ditemukan secara mudah, tetapi tidak umum
Daerah stretching C-X
IR
CCl Cl
Cl
Cl
C-Cl
Karbon tetraklorida
Sering dgunakan sebagai pelarut untuk spektra IR. Ketika ini digunakan akan muncul absorpsi C-Cl
IR
Cl
C-Cl
oops
benzene
C=C
benzene ring
combination
bands
Klorobenzen
IR
=C-H OUT OF PLANE BENDING (OOPS)
IR
H
H
H
OUT-OF-PLANE BENDING
diatas
dibawah
Bidang
(OOPS)
H
ALKENA
Terjadi juga pada benzen
IR
Monosubstitusi
cis-1,2-
trans-1,2-
1,1-
Trisubstitusi
Tetrasubstitusi
C C
H
R H
H
C C
H
R R
H
C C
R
H R
H
C C
R
R R
R
C C
R
R R
H
C C
R
R H
H
Disubstitusi
10 11 12 13 14 15
1000 900 800 700 cm-1
s s
m
s
s
s
m
=C-H OUT OF PLANE BENDING
ALKENA
IR10 11 12 13 14 15
1000 900 800 700 cm-1
Monosubstitusi
Disubstitusi
ortho
meta
para
Trisubstitusi
1,2,4
1,2,3
1,3,5
m
s s
s
s s
s
s
s
s
m
m
m
m
OOPSRING H’s
combination bands
BENZEN
IR
YOU DO NOT NEED TO MEMORIZE
THE ALKENE AND AROMATIC OOP
ABSORPTION CHARTS !
If they are needed to solve a problem on an
exam, I will provide them.
IR
MAKING DECISIONS
IRC=O present ?
2 C=O Peaks
OH present ?
NH present ?
C-O present ?
CHO present ?
anhydride
acid
amide
ester
aldehyde
ketone
YES
YES
NO
OH present ?
NH present ?
C-O present ?
C=N present ?
C=C present ?
C=C present ?
alcohol
amine
ether
nitrile
alkyne
alkene
aromatic
NO2 present ? nitro cpds
C-X present ? halides
(benzene ?)
NO
YES
=
=
HOW ?
IR How to Use an Infrared Spectrum
Molecular formula:
Check for carbonyl:
Check for O-H, N-H
Check for triple bonds
Check for C=C, benzene rings
calculate index of hydrogen deficiency
note any shift from 1715 cm-1
1)
2)
3)
4)
5)
IR
Look below 1550 cm-1;
Go back over spectrum for refinements; check the C-H region for aldehydes and for peaks above 3000 cm-1
check for C-O and nitro
(alkenes and terminal alkynes)
6)
7)
How to Use an Infrared Spectrum
IR
FINAL SUMMARY
WHERE YOU SHOULD HAVE A SECURE GRASPWHEN READING INFRARED SPECTRA
IR
acid
THE MINIMUM YOU NEED TO KNOW
OH 3600
NH 3400
CH 3000
C N 2250
C C 2150
C=O 1715
C=C 1650
C-O 1100
3300 3100 2900 2850
2750
3000
1800 1735 1725 1715 1710 1690
=C-H -C-H
-CHO
C-H
ketone
esteracid
chloride
aldehyde amide
anhydride : 1810 and 1760
CH2 and CH3 bend : 1465 and 1365
BASE VALUES
Know also the effects of H-bonding, conjugation and ring size.
benzene C=C : between 1400 and 1600
EXPANDED CH
EXPANDED C=O
IR
WHERE CAN I GET MORE SPECTRA FOR PRACTICE?
IR
In the back of your laboratory book is an index of all the infrared spectra in the book.
1)
2)
ADDITIONAL SOURCES OF INFRARED SPECTRA
Pavia, Lampman, Kriz and Engel, Introduction to Organic Laboratory Techniques,Saunders College Publishing
Books on the subject of spectroscopy, such as:
D.L.Pavia, G.M.Lampman, and G.S.Kriz,Introduction to Spectroscopy, 3rd ed., Harcourt.
IR
3) There are several web sites that have spectra, including:
http://www.dq.fct.unl.pt/qoa/jas/ir.html
http://www.aist.go.jp/RIODB/SDBS/menu-e.html
http://webbook.nist.gov/chemistry/
http://www.chem.ucla.edu/~webnmr/index.html
http://www.nd.edu/~smithgrp/structure/workbook.html
ADDITIONAL SOURCES OF INFRARED SPECTRA