O Minimální počet valencí potřebných ke spojení vícevazných atomů = (24 C + 3 O + 7 N 1) * 2 = 66 valencí

Podobné dokumenty
Měření a interpretace NMR spekter

Postup při interpretaci NMR spekter neznámého vzorku

Měření a interpretace NMR spekter

SPEKTROSKOPIE NUKLEÁRNÍ MAGNETICKÉ REZONANCE

Spektra 1 H NMR. Velmi zjednodušeně! Bohumil Dolenský

Měření a interpretace NMR spekter

Naše NMR spektrometry

Laboratoř NMR Strukturní analýza a 2D NMR spektra

Základní parametry 1 H NMR spekter

LEKCE 1b. Základní parametry 1 H NMR spekter. Symetrie v NMR spektrech: homotopické, enantiotopické, diastereotopické protony (skupiny)*

Úvod do strukturní analýzy farmaceutických látek

COSY + - podmínky měření a zpracování dat ztráta rozlišení ve spektru. inphase dublet, disperzní. antiphase dublet, absorpční

LEKCE 3b. Využití 2D experimentů k přiřazení složitější molekuly. Zpracování, výpočet a databáze NMR spekter (ACD/Labs, Topspin, Mnova) ppm

NMR spektroskopie. Úvod

Základy NMR 2D spektroskopie

LEKCE 7. Interpretace 13 C NMR spekter. Využití 2D experimentů. Zpracování, výpočet a databáze NMR spekter (ACD/Labs, Topspin, Mnova) ppm

LEKCE 2b. NMR a chiralita, posunová činidla. Interpretace 13 C NMR spekter

Program. Materiály ke studiu NMR. Data, Soubory. Seminář z Analytické chemie B. \\PYR\SCRATCH\

Studium komplexace -cyklodextrinu s diclofenacem s využitím NMR spektroskopie

Dolenský, VŠCHT Praha, pracovní verze 1

Nukleární magnetická rezonance (NMR)

Evropský sociální fond Praha & EU: Investujeme do vaší budoucnosti LC-NMR 1. Jan Sýkora

spinový rotační moment (moment hybnosti) kvantové číslo jaderného spinu I pro NMR - jádra s I 0

NUKLEÁRNÍ MAGNETICKÁ REZONANČNÍ SPEKTROMETRIE

Význam interakční konstanty, Karplusova rovnice. konfigurace na dvojné vazbě a na šestičlenných kruzích konformace furanosového kruhu TOCSY

ZÁKLADNÍ EXPERIMENTÁLNÍ

Základní parametry 1 H NMR spekter

Symetrie v NMR spektrech: homotopické, enantiotopické, diastereotopické protony (skupiny)*

Význam interakční konstanty, Karplusova rovnice

Dvourozměrná NMR spektroskopie metody

Nukleární Overhauserův efekt (NOE)

Dynamické procesy & Pokročilé aplikace NMR. chemická výměna, translační difuze, gradientní pulsy, potlačení rozpouštědla, NMR proteinů

CHEMIE - Úvod do organické chemie

Chemický posun v uhlíkových NMR spektrech

NMR spektroskopie Instrumentální a strukturní analýza

Metody spektrální. Metody molekulové spektroskopie NMR. Evropský sociální fond Praha & EU: Investujeme do vaší budoucnosti

Dekapling, koherentní transfer polarizace, nukleární Overhauserův jev

Úvod do strukturní analýzy farmaceutických látek

Diskutujte, jak široký bude pás spojený s fosforescencí versus fluorescencí. Udělejte odhad v cm -1.

Techniky měření a interpretace NMR spekter. Bohumil Dolenský VŠCHT Praha místnost A28 linka 4110

Nukleární Overhauserův efekt (NOE)

Středoškolská odborná činnost 2005/2006

ZÁKLADY SPEKTROMETRIE NUKLEÁRNÍ MAGNETICKÉ REZONANCE

Bruker Data Analysis

LEKCE 2a. Interpretace 13 C NMR spekter. NMR a chiralita, posunová činidla. Zpracování, výpočet a databáze NMR spekter (ACD/Labs, Topspin, Mnova)

Typy vzorců v organické chemii

Procvičování uhlovodíky pracovní list

No. 1 MW=106. No. 2 MW=156 [C 6 H 5 ] + [M-H] + M CHO [C 4 H 3 ] + 51 M+1

FARMACEUTICKÁ FAKULTA V HRADCI KRÁLOVÉ

Nukleární magnetická rezonance (NMR)

Nukleární magnetická rezonanční spektrometrie

Seminář NMR. Mgr. Zdeněk Moravec, Ph.D.; Ústav chemie, PřF MU,

NMR spektrometr. Interpretace NMR spektra

Univerzita Karlova v Praze. Farmaceutická fakulta v Hradci Králové

NMR spektroskopie rádiové frekvence jádra spinovou rezonancí jader spinový moment lichý počet

Vysoká škola chemicko-technologická v Praze. Ústav organické technologie. Václav Matoušek

Třídění látek. Chemie 1.KŠPA

Cestující do Prahy. Smlouva s Katedrou analytické chemie UPOL o úhradě cestovních výdajů (Denisa Vlčková nebo Ing. Petra Táborská)

Strukturní analýza. NMR spektroskopie

Názvosloví anorganických sloučenin

Úvod do strukturní analýzy farmaceutických látek

Autoři: Pavel Zachař, David Sýkora Ukázky spekter k procvičování na semináři: Tento soubor je pouze prvním ilustrativním seznámením se základními prin

Úvod do strukturní analýzy farmaceutických látek

Základy interpretace hmotnostních spekter

Základy Mössbauerovy spektroskopie. Libor Machala

CHEMICKÉ VÝPOČTY I. ČÁST LÁTKOVÉ MNOŽSTVÍ. HMOTNOSTI ATOMŮ A MOLEKUL.

doc. Ing. Richard Hrabal, CSc. Ing. Hana Dvořáková, CSc. RNDr. Jan Lang, PhD. Číslo dveří A 42, telefon 3805,

Autor: martina urbanová, jiří brus. Základní experimentální postupy NMR spektroskopie pevného stavu

Spektrální metody NMR I. opakování

Organická chemie 3.ročník studijního oboru - kosmetické služby.

ORGANICKÁ CHEMIE I pro bakalářský stud. program (Varianta A) Jméno a příjmení... Datum... Kroužek/Fakulta.../... Zápočet udělil(a)...

Aminy a další dusíkaté deriváty

12.NMR spektrometrie při analýze roztoků

NUKLEÁRNÍ MAGNETICKÁ REZONANCE

Teorie hybridizace. Vysvětluje vznik energeticky rovnocenných kovalentních vazeb a umožňuje předpovědět prostorový tvar molekul.

Jiří Brus. (Verze ) (neupravená a neúplná)

Opakování

OPVK CZ.1.07/2.2.00/

Využití NMR při strukturní analýze látek izolovaných z Corydalis cava (Fumariaceae) a Eschscholtzia californica (Papaveraceae)

Stereochemie. Přednáška 6

Doplňte počet uhlíků k předponě:

2. Atomové jádro a jeho stabilita

DUM VY_52_INOVACE_12CH29

Úpravy chemických rovnic

Přílohy. NÁZEV: Molekulární modely ve výuce organické chemie na gymnáziu. AUTOR: Milan Marek. KATEDRA: Katedra chemie a didaktiky chemie

Opakování učiva organické chemie Smart Board

Analýza směsí, kvantitativní NMR spektroskopie a využití NMR spektroskopie ve forenzní analýze


INTERPRETACE HMOTNOSTNÍCH SPEKTER

OCH/OC2. Heterocyklické sloučeniny

U Ústav procesní a zpracovatelské techniky FS ČVUT

2.3 CHEMICKÁ VAZBA. Molekula bílého fosforu P 4 a kyseliny sírové H 2 SO 4. Předpona piko p je dílčí jednotkou a udává velikost m.

Korelační spektroskopie jako základ multidimensionální NMR spektroskopie

02 Nevazebné interakce

Výukový materiál zpracován v rámci operačního projektu. EU peníze školám. Registrační číslo projektu: CZ.1.07/1.5.00/

Stereochemie 7. Přednáška 7

2. Polarita vazeb, rezonance, indukční a mezomerní

Transkript:

Jméno a příjmení:_bohumil_dolenský_ Datum:_10.12.2010_ Fakulta:_FCHI_ Kruh:_ÚACh_ 1. Sepište seznam signálů 1 H dle klesajícího chemického posunu (včetně nečistot), uveďte chemický posun, multiplicitu a relativní intenzitu, interakční konstanty, COSY a NOE. 2. Sepište seznam signálů 13 C dle klesajícího chemického posunu; signál rozpouštědla neuvádějte. Chem. posun Intenzita, multiplicita a J HH [Hz] COSY NOE CDCl 3 / DMSO (u nečistot uveďte pouze název) δ [ppm] HSQC HMBC 8,84 8,94 1H, dd, 4 J =2,3; 5 J =0,9 C1 166,39 - - -,,, 8,48 8,66 1H, dd, 3 J =4,8; 4 J =1,7 C2 152,03,, HMQC 7,76 8,10 1H, ddd, 3 J =8,0; 4 J =2,4; 4 J =1,7,, C3 148,46, HMQC 7,52 8,58 1H, t, 3 J =5,5,,, C4 134,66, HMQC H5 7,19 2,50 Rozpouštědla: CHCl 3 (s) resp. CHD 2 SOCD 3 (kv, 2 J HD = 1,9 Hz) C5 129,26 - - -, 6,96 7,43 1H, ddd, 3 J =7,9; 3 J =4,8; 6 J =0,9,, C6 123,06 3,52 3,39 2H, q, 3 J=6,3,? C7 54,03, 2,71 2,73 2H, t, 3 J =6,7 Hz? C8 38,14 HMQC 1,76 3,33 Signál vody v rozpouštědlech Signál CDCl 3 je u 77,00 ppm, triplet 1 J CD = 32,0 Hz. 3. Uveďte stupeň nenasycenosti (ekvivalent dvojných vazeb), strukturu látky sumárního vzorce C 24 H 27 N 7 O 3 a přiřaďte signály jednotlivým H a C atomům. Valence vícevazných atomů s předpokladem třívaznosti dusíků = 24*4 (C) + 3*2 (O) + 7*3 (N) = 96 + 6 + 21 = 123 valencí H O Minimální počet valencí potřebných ke spojení vícevazných atomů = (24 C + 3 O + 7 N 1) * 2 = 66 valencí Počet valencí jednovazný atomů = 27 H = 27 valencí Počet zbývajících valencí = 123 66 27 = 30 valencí Ekvivalent dvojných vazeb = počet zbývajících valencí / 2 = 30 / 2 = 15 H C6 C2 C4 C5 C3 C1 H N H N H C8 C7 3 N

Jedna z možností odvození struktury a přiřazení signálů 1. Molekula má pouze 8 signálů v uhlíkovém spektru zatímco sumární vzorec jich obsahuje třikrát více. Součet intenzit signálů ve vodíkovém spektru je 9 zatímco sumární vzorec jich obsahuje třikrát více. Molekula tedy musí mít trojčetnou osu symetrie. Sumární vzorec obsahuje též tři kyslíky. Počet dusíků je po odečtení jednoho rovněž dělitelný třemi. Vzhledem k potřebě trojčetné osy a třívaznosti dusíku se nabízí vzorec molekuly (C 8 H 9 N 2 O) 3 N. Všimněme, že i ekvivalent dvojných vazeb je dělitelný třemi, 15 / 3 = 5. K vyřešení struktury však této jasnozřivosti není potřeba... 2. Z intenzit v 1 H spektru jsou v molekule dvě CH 2 skupiny (signály a ), které spolu interagují (viz multiplicita a COSY), a jsou tedy spojeny vazbou = molekula obsahuje fragment CH 2 -CH 2. Spektrum COSY navíc ukazuje korelaci s, který je tripletem a je tedy vázán k jedné z CH 2 skupin. Signál má intenzitu 1H, je rozšířený, jeho chemický posun je silně závislý na rozpouštědle, a není vázán na uhlíkový atom viz HSQC, což spolu s chemickým posunem vede k úvaze, že by se mohlo jednat o NH skupinu amidu. Jedna z CH 2 skupin je kvartet. Fragment NH-CH 2 -CH 2 se tedy nabízí. Skutečnost, že multiplet prostřední CH 2 skupiny není dt, ale kvartet je častý jev; interakční konstanty jsou zprůměrovány : (5,5 + 6,7) / 2 = 6,1 Hz (pozorováno 6,3 Hz). Z HSQC lze zjistit konektivitu k uhlíkům a zapsat tedy fragment jako N()-C8() 2 -C7() 2. 3. Zkusme ověřit přítomnost amidu. Sumární vzorec obsahuje všechny potřebné atomy, které jsou obsaženy v amidové skupině. Signál C1 leží v oblasti amidových skupin. Dalším důkazem jsou signály (krospíky) v HMBC spektru. Uvážíme-li tedy fragment C(=O)-N()-C8() 2 -C7() 2 očekáváme krospík protonů s uhlíkem amidu C1. Tento krospík skutečně pozorujeme. Navíc je tu i krospík C1 s. Dostáváme se tedy k fragmentu C1(=O)-N()-C8() 2 -C7() 2, který má jednu dvojnou vazbu. 4. Ve spektrech 1 H a 13 C NMR zbývají již jen signály v aromatické oblasti, protony,, a, uhlíky C2, C3, C4, C5 a C6. Jelikož uhlíků je pouze pět, nemůže se jednat o derivát benzenu. Běžným aromátem obsahujícím pouze pět uhlíkových jader je pyridin, což je podpořeno i sumárním vzorcem, který dusíkové atomy obsahuje. V tabulkách lze navíc naleznout, že typická interakční konstanta mezi vodíky v poloze 2 a 3 (či 5 a 6) je ca. 4-5 Hz (viz a ), a že uhlíky v okolí dusíku pyridinu jsou kolem 150 ppm (viz C2 a C3). Pyridinové jádro obsahuje 3 dvojné vazby a jeden cyklus, a má tedy stupeň nenasycenosti (ekvivalent dvojných vazeb) roven čtyřem. Vše tedy nasvědčuje tomu, že látka bude monosubstituovaným (4 vodíky) derivátem pyridinu. 5. V které poloze bude pyridin substituován lze snadno rozhodnout úvahou nad jednotlivými možnostmi. Pokud by byl pyridin substituován v poloze 4, pak by měl pouze dva signály v 1 H a tři signály v 13 C spektrech. Pokud by byl substituován v poloze 2, pak by měl 4 signály v 1 H i 13 C spektru, ale u všech signálů vodíků by byla alespoň jedna interakční konstanta větší než 4-5 Hz (interakce přes 3 vazby jsou mezi vodíky pyridinů větší než 4 Hz). V našem případě jsou však interakční konstanty u signálu pouze 2,3 a 0,9 Hz (velikost odpovídá interakcím přes více než 3 vazby), čemuž vyhovuje pouze derivát pyridinu substituovaný v poloze 3. 6. Ani ani nemá v HMBC krospík s uhlíky pyridinu, ani C7 ani C8 nemá v HMBC s vodíky pyridinu, a proto lze vyloučit substituci pyridinu uhlíkem C7. Naproti tomu C1 má krospík k a. Je tedy zřejmé, že pyridin je substituovaný v poloze 3 karbonylem fragmentu z bodu 3. Navíc lze ze zmíněných krospíků C1- a C1- usoudit, že a budou v poloze 1 a 4; toto je též potvrzeno pozorováním NOE - a -. Velikost interakčních konstant (< 4 Hz) pak přisuzuje tomuto vodíku polohu 1 a signálu polohu 4. Signál vodíku má navíc NOE pouze k a je tedy izolován od ostatních vodíků pyridinového jádra. Naproti tomu signál má NOE nejen k, ale též k, což jednak potvrzuje přiřazení signálu, a jednak přiřazuje signálu vodík v poloze 4. 7. Máme tedy odvozeno, že molekula obsahuje fragment Py-3-CO-NH-CH 2 CH 2, který má sumární vzorec C 8 H 9 N 2 O a ekvivalent dvojných vazeb roven pěti. Žádné další signály ve spektrech 1 H a 13 C již nejsou, a je tedy zřejmé, že molekula musí tento fragment obsahovat vícekrát. Snadno lze zjistit, že tento fragment může být v sumárním vzorci obsažen celkem třikrát, přičemž zbývá pouze jeden dusíkový atom. Vzorec molekuly (Py-3-CO-NH-CH 2 -CH 2 ) 3 N je pak jediným možným řešením. 8. Přiřazení zbývajících signálů je možné například následujícím způsobem. Pyridinové jádro má pouze jeden kvartérní uhlík, čemuž odpovídá signál C5 (nemá krospík v HSQC). Signál má HMBC krospík s C5 (interakce přes 2 vazby) a s C4 a C2 (interakce přes 3 vazby). Již víme, že v poloze 4 je, který má krospík v HSQC s C4. V poloze 4 je tedy C4. V poloze 6 je C2 nesoucí (viz HSQC). Zbývají již pouze signály C6 a a poloha 5. 9. Velmi zajímavé jsou HMBC krospíky fragmentu C8() 2 -C7() 2. Krospíky -C8 a -C7 odpovídají interakci přes dvě vazby, která je přítomností dusíkových atomů dostatečně velká na to, aby byla pozorována. Mnohem zajímavější je krospík -C7, který samozřejmě nereprezentuje interakci -C7 přes jednu vazbu (to není v HMBC možné), ale interakci přes tři vazby, a dokládá tím symetrii molekuly a fragment C7() 2 -N-C7() 2.

Přehledové 1 H NMR spektrum v CDCl 3 (pro odečet chemických posunů) H5

Přehledové 1 H NMR spektrum v CD 3 SOCD 3 (pro odečet multiplicity) H5 H 2 O CHD 2 SOCD 3 Přehledové 1 H NMR spektrum v CDCl 3 H5 CHCl 3 H 2 O

Vybrané signály 1 H NMR spektra v CD 3 SOCD 3 zpracovaného s důrazem na rozlišení 5 J = 0,9 Hz 4 J = 2,3 Hz 4 J = 1,7 Hz 3 J = 4,8 Hz 3 J = 8,0 Hz

13 C { 1 H} CDCl 3 C1 C2 C3 C4 C5 C6 C7 C8

1 H- 1 H g-cosy H5 Interakce pod 2 Hz nejsou v tomto případě pozorovány (důsledek nedostatečné kvality měření) H5

1 H- 1 H NOEDIF NMR spektra

1 H{ 13 C} g-hsqc H5 C8 C7 C6 C5 C4 C3 C2

1 H{ 13 C} g-hmbc H5 C8 C7 C6 C5 C4 C3 C2 C1