Química Orgânica Experimental

QUI-A64 – Química Orgânica Experimental III                                                                                                DQO/IQ - UFBA

Elucidação do composto orgânico AO-L1 utilizando Espectroscopia de Infravermelho e Ressonância Magnética Nuclear (RMN) de 1H e de 13C.

Karine S. de Jesus1, ([e-mail])

1Instituto de Química, UFBA, Campus de Ondina, Salvador/BA, 40170-115

Palavras-Chave: Espectroscopia, Infravermelho, RMN de 1H, RMN de 13C.

Introdução

A espectroscopia é um termo geral para a ciência que estuda a interação dos diferentes tipos de radiação com a matéria. O infravermelho (IV) se trata da medida da radiação eletromagnética na região do IV. Pode-se dizer que essa técnica é funcional, pois através dela é possível determinar as funções orgânicas presentes em um determinado composto. Já a espectroscopia de ressonância magnética nuclear (RMN) é dita uma técnica estrutural, pois através dela é possível determinar a estrutura de uma molécula orgânica.1 Utilizando essas duas técnicas, um químico é capaz de determinar a estrutura completa de um composto desconhecido.2 Nesse trabalho, para a elucidação da estrutura de uma amostra desconhecia (AO-L1), foram utilizadas as técnicas de RMN de hidrogênio 1 e carbono 13 e Infravermelho, associadas a exames preliminares, testes de solubilidade e testes preliminares de identificação de grupos funcionais.

Resultados e Discussão

Para a identificação dos grupos funcionais presentes na amostra, inicialmente, foram feitos alguns exames preliminares, seguidos de testes de solubilidade e de grupos funcionais. À temperatura ambiente a amostra apresentava-se como um líquido incolor e de cheiro característico. Submetida ao teste de chama, apresentou uma chama menos colorida e não fuliginosa compatível com um composto não aromático e com a presença de oxigênio. Seguindo o esquema de testes de solubilidade (Fluxograma 1), foi verificado que a amostra pertencia a classe de solubilidade N1 (Tabela 1), partindo-se então para os testes de grupos funcionais.3

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Foi realizado o teste de Jones, utilizado para identificação de álcoois primários e secundários (álcoois terciários não reagem), aldeídos e fenóis, atráves do qual foi obtido um resultado positivo para a presença de um desses grupos funcionais, comprovado pelo aparecimento de um precipitado verde (sulfato crômico), resultante da reação entre a amostra e o Reagente de Jones (solução de trióxido de cromo em ácido sulfúrico). Para comprovar ou descartar a presença dos grupos funcionais aldeídos e cetonas foi realizado o teste com 2,4–Dinitrofenilidrazina. Neste teste a existêcia dos referidos grupos são confirmados com o aparecimento de um precipitado de coloração amarelo-avermelhado (2,4-dinitrofenilidrazona), o qual não foi observado, descartando-se, desta forma, a presença deles. Para testar a presença do grupo funcional ester, foi realizado o teste com cloreto de hidroxilamônio. A presença desse grupo funcional é constatada com a mudança de coloração do sistema de amarelo para a cor vinho ou violeta, devido à formação de um complexo de coloração violácea. A existência desse grupo funcional foi descartada, uma vez que não foi obsevada a coloração caracteristica do complexo. Ao fim desse teste, foi possivel inferir que o grupo funcional da amostra investigada era um álcool primário ou secundário. Através do teste de Lucas foi possível determinar que a mostra se tratava de um álcool secundário, isso porque após reação com solução de ácido clorídrico e cloreto de zinco foi possível observar um turvamento do sistema conferido pela formação de cloreto de alquila, o que não é possivel de ser observado nessa reação com os álcoois primários uma vez estes não reagem com solução de ácido clorídrico e cloreto de zinco.

Sabendo-se que a fórmula molecular da amostra investigada é C6H12O, foi possível calcular o índice de deficiência de hidrogênio (IDH), o qual indica a presença ou ausência de ligações duplas, triplas ou anéis na estrutura. O IDH pode ser calculado utilizando-se a fórmula (C - M/2) + T/2 +1, sendo C= átomos de carbono, M= átomos monovalentes e T= átomos trivalentes.2 O IDH calculado para a amostra foi igual a 1, que é indicativo é indicativo da presença de ligação dupla ou estrutura cíclica.

De posse de todas as informações obtidas, partiu-se para a análise do espectro no infravermelho (Figura 1).

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A ausência de uma banda de absorção forte (νC=O) entre 1850 e 1630 cm-1 exclui todas as funções carboniladas. A presença de uma banda larga entre 3500 e 3200 cm-1 (νO-H) e de uma banda de absorção entre 1100 e 1000 cm-1 (νC-O) são compatíveis com a função álcool. As bandas de absorção entre 3000 e 2800 cm-1 (νC-H) são compatíveis com a presença de carbono com hibridização sp3. A ausência de bandas de absorção entre 3100 e 3000 cm-1 (νCsp2-H) e entre 1680 e 1620 cm-1 (νC=C) elimina a possibilidade de ser uma olefina. A ausência de absorção em ~ 1380 cm-1 (δC-H) indica que a substância não possui grupo metila. Através dos testes preliminares, cálculo de IDH e da interpretação do espectro de infravermelho, é possível inferir que amostra desconhecida corresponde a um álcool secundário cíclico. A partir dessas observações foram analisados os espectros de RMN de 1H (Figura 2) e de 13C (Figura 3) para a posterior elucidação da amostra.

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