45Q 440 430 I - EPrints USM

(1)

I

UNIVERSITI SAINS MALAYSIA

'

Peperiksaan Semester

I

Sidang 199511996 OktoberlNowmber 1995 KOE 352 - SoektrogkooiOroanik

Masa:

[3jam]

Jawab separang LIMA soalan

Harrya LIMA

iawapinyang

^pertamasahaja akan diperiksa Jawab tiap-tiap soalan

pada

muka surat yang baru.

Kertas ini mengandungiTUJUH soalan semuanya ⁽

12

muka surat)

1.

(a) Lukiskan

paras tenaga spin bag'i nuldeus hidrogen dalam susunan H-C-H yang menjelaskan pemisahan isyarat NMR tiap-tiap proton ini kepada corak doublet.

[6 ^markah]

(b)

Sebahagian daripada spektrum NMR 6O

Mhz

^bagi^asid^2-turoik

(!)

diberikan di bawah. Kirakan anjakan kimia dalam

ppm

_dariTMS_bagi setiap ketompok isyarat _lnangkelihatan kemudian peruntukkan kepada Hu,

Hrdan

H1. Dapatkan juga semua pearafhr pengkupelan (coupting constants) yang ternampak.

460

45Q 440

430

Hz dan

TMS

4?O 390

I

)

I

i

I

^..1

470

-]--

[10 ^markah]

(2)

1. (c)

(r(oE ₃₅₂₎

Yang mana kumpulan proton pada 18-annulena

(!)

dijumpai pada aniakan kimia -3.00 ppm dan pada 9.3 ppm dalam spektrum NMR-nya. Jelaskan jauapan dan

npfakan

pula )rang manakah ba,tah medan, atas medan, terlindung dan nyahlindung (dashreired).

[4 markah]

Kenalpastikan struktur bagisetiap sebatian yang disifatkan di bawah ini:

(a)

Sebatian CsHgO2 inimempunyai penyerapan tR (irrfra-merah) pada 1760

,

^om-l^dan^hanya^dua^isyaratsinglet proton NMR dengan nisbah 3:1 sahaja, lsyarat yang kurang amat iniditempatkan lebih bawah medan'

Sebatian ini mempunyai [M]+ pada mlz 107. Muttiplisiti (corak pengkupelan) yang tertinggiset<ali kelihatan dalam spektrum ^tsC-NMR

off'rasnance

ialah triplet. Terdapat juga penyerapan lR pada 1500

crnr

dan 1602 cm I'

Sebatian CeHsBrs ini menujukkan hanya satu singlet sahaja pada 7.8 ^ppm dalam spektrum proton NMR-nYa.

Sebatian CgHraO inihanya mernpunyai penyerapan sekitar ^{289O cm-r} dalam julat lR 1500 - 3600 cm-l . la juga mempunyai han)ta satu isyarat singlet yang tajam pada 1.1 ppm (dariTMS) sahaja pada proton NMR-nya.

[20 markahl

HH

@

2.

(b)

(c)

(d)

-2-

(3)

(roe llz)

Jelaskan struktur serpihan yang terbentuk daripada ion induk yang ditunjukkan di banah ini:

0 *

I

Ctt0l'|3

m/2 57

+

['l mElCo(E%)

?l I

J

rn2 136

? l*

1 J

rnlz

11O

,Cl'l€Ft Cl'b

G\-{

tJ=,)

(ilr)

[12 markahl Berikan struktur

@isebatian

^di^{ba^/ah}^yang^bofehmematuhisifat ^proton NMR yang diberi bersama-sama ini:

(t)

^QaH6O2:^(CDClg)

6

^0.95^(3H,t),^1.7(2H,m1,4.25 (2H,t) dan 8.0O (1H,s)

(ii)

CaHTBrO2 :

(CDC$) s

1.3 (3H,t), 4.23 (2H,q) dan 3.77 (2H,s)

(iii)

CsHsClO2; : (CDCls)

6

3.61 (3H,s) dan 4.08 (2H,s)

[8 ^markahJ

?l

1

mE42

-3-

(4)

4.

(roB

_:5e)

Sebatian

(g

ini mempunfaispektrum ^13Csepertimana dijaduallcn bersama-sama dengan maklumat yang boleh didapati daripada 2-D COLOC (Conelatlon via Long

Rango

htplingsl,

Peruntukkan sebanyak mungkin

lsyarat ttC

f"pada

karbon- karbon tertentu bagi @.

lsyarat

^t3Cyang ternampak

E

86.0

105.6 106.0 126.5 127.8 128.7 129.9 135.5 141.6 161.0 163.5 164.,2 192.8

multiBlisiti

d

s

d(2c)

d d(2c)

d

s d s s s s

dan

tiga

lagi isyarat kuartet

KeouUsan 20

COL9O

Pengkupelan jenis

tr","

terdapat pula antara pasangan proton-karbon ini.

8.15 ppm (1H,d) dengan 192.8 ppm ^(C)dan 126.5 ppm _{C) 7.78 ^ppm

(1H,s)

dengan 105.6 ppm (C) dan 106.0 ppm (C) 8.OO ppm

(1H,d)

dengan 106.0 ^pp,rn(C) dan 135.5 ppm (C)

[20 ^markah]

5. (a)

^Spektrum^jisim

(MSl,

^MSz^danMS3) bagi 1-heksanol ^(3$,2-heksanol

(B

dan 3-heksanol

(!)

diberikan bersama-serma soalan ini. Pasangkan setiap

'"' ''

satu alkohol inidengan spektrum

jisimnya.

Berikan penjelasan penuh mengenaipilihan anda.

[6 ^markahJ

- l+-

(5)

Abtttrdattce

c\j LNrr)

F.l

l<

10000 9000 8000 7000 6000 5000 4000 3000 2000 1000

MS I

^:

Spektnrm Jisim bagi Soalan

⁵

*fru

$?

/l /

0

Abundance

r00

I

tr\

I

o

lr)

c

o

I

a

o) .8

aE 'a E

e

i(o

a a

1 0000

9000 8000 7000 6000 5000.

lm00 3000 2000

1 000 0

MasslCltarge

MS2

:

Spektrum Jisim bagi Soalan

⁵

Mass/Chargc

u:#

(6)

C\Jrn

CN

v

Abtrrrdartce 10000 1.1

f)ooo -j f1000

i

l 1

7000 -j

1

6000 "j

l

5000 -j 4000 -j

0

Allundalrce 10000

1

sooo

I l

8000 1

1

7000 -l

.l

MS3

:

Spektrunr Jisim bagi Soalan

5

to

MS4

^;

Spektnrm .lisim

bagi

Soalan

⁵

3000 -il

2000

'l r:

I rl

,,

r 000 ^-j

I , rl

0

-i--- ----T--- -T-r---__f-1-t

n

tr)

c(q

n

- 6 a

^

_$

cL

-1a

LE

=

l(

a

1\

lvlass/Oltarg e

I

6000 J sooo ^-]

4000 -l

(7)

Aburtdattcc (\Lr\

CN

rl Td

| 0000

$000 8000 7000 6000 5000 q000 3000 2000 1000 0

MS5

^:

Spektrum Jisim

Sebatian

(!) bagi

Soalan 5

n5

i

I

t---

!6

rO

'o o

.o [O

L

-N$

a

o

ct.

o

-o :- '0i ,:

.-

.:- 1

.E

l(=

q)

a

o_

0 Abundance

5r .I |

^;'j

tr_l-

-r-T_-T-r-T-

l'tFr-'--l'

40 60

⁸⁰

Ma:;s/Cltargc

r 0000 9000 8000 7000 6000 5000 4000 3000 2000

r 000 0

;'0

MS6

:

Spektrum Jisim Sebatian (!) bagi

Soalan 5

l'l

EC

j-

-=---i-JI-'

50

lvla s sfCltargc

j;

I

40 r'|l

30 r00

(8)

5.

(ron:lz)

Epektrum jisim bagi klorometilberzena (MS4,

fl dan

bromonrctilbenzena (MS5,O diberikan pula. Jelaskan kehadiran seLhnyak mungkin puncak- puncak yang kelihatan.

[6

marlohl

Dalam spektrum jisim (MS6) bagi 2-eiklohekeen-1of

(!)

yang diberikan bereama-sama soalan ini, pilihlah

serpihanbrtstrdrkan

^yang

bebentuk kr$on

Bahaja dan ietaskan struldur merel<a.

[8 markahl (c)

:.A-^-. ol-l

G) oFf

It

I

ll)

o

OH

(9

fnzat

h V

(0

@

f rucr

O

@

(a)

Apakah l,m"ra yang dijangka bagi sebatian {191dan

U:tl

^?

QA

[8 markahl

-u-

(9)

(b) 6.

(ron l:e)

Terdapat satu

penggesran

(anjakan) batokromik apabila suatu sebatian

(i!)

diambil spektrum UV (ultra-lembayung)-nya dengan beberapa titik larutan

natrium asetat (suatu bes sederhana). Bolehkah hakikat

ⁱⁿⁱ

membezajelaskan antara dua

struktur

mungkin,

(!b)

atau

02b),

^bagi

(E ?

Jelaskan ^.

(l2a\

_uizb)

[6 markah]

Spektrum proton NMR bagi p-metil-p-fenil-y-butirolakton (13) diberikan di bawah ini. Jelaskan kenapa terdapatnya satu sistem AB dan bukan satu jangkaan singlet

2H

yang dipusatkan

pada

2.7 ^ppm.

cl-b

^l;f

ll

t4a\ Ph-l--TH

\r:='

*A.rAo

H\J

(c)

-9-

[6 markah]

(10)

7

(r<os ₃₅₂₎

Kenalpastikan struftur bagi sebatian (dijumpai C 39 9%; ^H^5.7o/o,^Br41.0%) yang spel<trum-speKrum diberikan di bawah ini:

.1000 3000 0.0

2000 r 500 CM't ⁱ ^r000 900 800 700

.10

uJ

u.?0

z o 230 9.40

<.50

.60 .70 1.0

co

----{tl ^: (1) Keputusan penyinaran gandadua (doubte hradiation)

:r\lL

,

kiplet pada 1.3

ppm: 't , !' 'i

(2) Keputusan penyinaran gandadua pacta 2.05

ppm i

,ⁱ^'

ilrl'

m'

rro Jrllq (1)

-10-

(11)

7.

(KoE 3t2)

qo 50 40 50

^.20

I

sambungan -

ipektrum

^13c

t9o t8O t7o t€O l3O l4O t3O tzo ttoo,j9.O.,90

rnl

_l{g

Guna berat atom C = 12.O1 , H = ^{1,01 dan}^Br= 79.9

[2O marleh]

-lt_-

(12)

)

(ron:lz)

i

JADUAL SPEKTROKOPI BAGI PEPERIKSAAN LII\MJK KOE 35? SPEKTROSKOPI ORGANIK K3:'bon-

13

^I'$lR

.Tenis Karbon

Proton lwRG) ienis

^Karbon

E

o.z 0.9 L3 t5 1.6-5.9

2-3 6-8.5 2.2-3

1.7

4-4.5 3-rt 2.5-4 2-4 3..1-{

3.3-4 3.7-d. I

2-2,2 z-2.6 2-2.'l 9-10

I -5.5 4-r 2

l5-17 t0.5-12

l-5

I c-l

^o-40

I

l'-:: ::-::

100-r50 40-80 l?0-210

I l0-160

30*65 RCI{l

llrCl{r

R3Ctl

c=c-H

C=C-H Ar-H

Ar-C-ll

C=C-Cl{l

lrc-F ilc-cl

tlC-Br HC_I HC_OH

l{c-oR

RCOO*CH HC*cOoR HC-COOH

HC-C:O

RCHO ROH ArOIf

C:C-O[l

RcoolI RNtlz

i c-cr

^3s-80

I I

-CHr

c-o 0:o

c-N

Conslrnts for Crlculrtion of Abtprpllon

Mrrimr of Substiluted l)itnes' tlI ll

Penyerapan fR

cm- ^t

rcnt dicnc base absorptionf hctcrounnula r and aciclic homoannular

xtcn<lcd conjugation (pcr C:C;

lkyl substitucrrt (per grouP)

-O Âcyl -O Âlkyl -S Âlkyl -Cl, ^Br -N Âlkylz

xocyclic doublc bond

214 mg

l5l mr +J0 mt + ^Smrr + Omp

+ 6mg +30mg

+ 5ml

+6O mr + 5ml

2850-2960 I 350- 1470

Conslrnis for ( alculrtion of Absorption Mrrlmr of Unsatutrtld

3010-3090 (nr) ('rrbonr'l Llerirrthts'

3000-3100 (nr)

Parcnt systemt (acyclic or sir^nremhercd ^2lS

6?5.-E70

c-H 33oo I L-,

Fivc.mernbered

,

ring

:',|::s'l

kctone ^ring^ketone) - ^l0

C:C G';C C

^1640-16802l0O'22('O ^150O,^160O

(u) (u, (u) I I |

_|

|

^I

tAldehydes

^|_|

I

Carborylic acids

-'-' -

arrd -. cstcrs ^-'-

-

-t0⁵

|

^|^Ertcndcd

conjugntion

+t0

c-o l0Eo-130o |

^|Ho.oli.ri.

Joi'pon"n. *ic

Exocyclic doublc bond + ⁵

Alkylsubstituent a *10

p

+ 12

C=o 1690-1760 | I rendhisher +tt

Hydroxyl a

+t5

O-H 35lG'3640(u) | | Alkoxvl ' a

+30^+i{,_+t5

32@-16o0(broadll | 6+30

2500-3000(broadl

I I d +!l

+l?

N-H

^3300-3500

(rn) I

I

Accroryt

^a0.or

6

+ 6

C-N llt0-1360 I lDiatkylamino A

⁺⁹⁵

C=N 2210-2260(u) I lChlorinc d

⁺¹⁵

-NOzlJf5-|5@l I E+t2

1345-1385 I iThioatkrl d

^+t5

Brominc o

⁺¹⁵

d

^+J0

Sol!cnt corrcction (rcl;ttirc trr cthan()l)l

Bera

r

^A

tom

1'epa

t I \.t,arcr -t

^mr

lrlcthanol ⁰

Chlnrofnrm ⁺^|

Ht Ca Nr

f

.OOZ,gZS O =

15'994'915

1 | Chlotoform

^+l

t2.000,000 f = 18.998,40s1 i 3;:':" :;

t2.000,000 f =

18'998,405

I I f];'.Y"' ;;

14.003,074 s = 3r'972,A71l| | Ii.l'i".

^+rl

ooo0000