Tabellen zur Strukturaufklärung organischer Verbindungen mit spektroskopischen Methoden PDF
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Anleitungen fur diechemische Laboratoriumspraxis Band XV HerausgegebenvonF.L.Boschke Pretsch eIere Seibl Simon Thbellen zur Strukturaufklärung organischer Verbindungen mit spektroskopischen Methoden Springer-Verlag Berlin Heidelberg GmbH 1976 Dr.ErnoPretsch P.D.Dr.ThomasClerc ProfessorDr.JosephSeibl ProfessorDr.WilhelmSimon EidgenossischeTechnischeHochschule,LaboratoriumfurOrganischeChemie,Zurich ISBN978-3-662-13077-3 ISBN978-3-662-13076-6(eBook) DOI10.1007/978-3-662-13076-6 DasWerkisturheberrechtlichgeschurzt,DiedadurchbegriindetenRechte,insbesonderedieder Ubersetzung,desNachdruckes,derEntnahmevonAbbildungen,derFunksendung,der WiedergabeaufphotomechanischemoderahnlichemWegeundderSpeicherunginDatenverarbei· tungsanlagenbleiben,auchbeinurauszugsweiserVerwertung,vorbehalten.BeiVervielfsltigungfur gewerblicheZweckeistgernaf §54UrhGeineVergiitungandenVerlagzuzahlen,derenHohemit demVerlagzuvereinbarenist. © bySpringer-VerlagBerlinHeidelberg1976. UrspriinglicherschienenbeiSpringer-VerlagBerlinHeidelbergNewYork1976. Softcoverreprintofthehardcover1stedition1976 DieWiedergabevonGebrauchsnamen,Handelsnamen,Warenbezeichnungenusw.indiesem WerkberechtigtauchohnebesondereKennzeichnungnichtzuderAnnahme,daBsoleheNamenim SinnederWarenzeichen-undMarkenschutz-Gesetzgebungalsfreizubetrachtenwarenunddaher vonjedermannbenutztwerdendurften, Vorwort Die kombinierte Anwendung spektroskopischer Methoden ist fUr die Ana lytik in der organischen Chemie weitgehend zu einer Selbstverstandlich keit geworden. FUr die jungen und heranwachsenden Chemiker sind diese Methoden nahezu Uberall zu einem Teil des Ausbildungsprogramms ge worden; altere Jahrgange haben sich aus Interesse oder aus Notwendig keit mit ihren Grundlagen vertraut gemacht. Man kann daher heute davon ausgehen, daB jeder Chemiker in der Lage ist, die seinen Problemen angemessenen spektroskopischen Methoden auszuwahlen und die Daten in Strukturinformation umzusetzen. Wer nicht standig wie ein professioneller Analytiker mit solchen Daten in Kontakt steht, wUnscht sich immer wieder Zugang zu gedrangt ange ordneten, moglichst vielseitigen und gut Uberschaubaren Referenzdaten. Selbst Experten kommen oft in die Lage, zuverlassige Informationen Uber weniger vertraute Verbindungstypen in der Literatur suchen zu mUssen und greifen gerne zu Sammlungen, die eine solche Suche erleich tern oder erUbrigen. Die vorliegenden Tabellen wollen diesem BedUrfnis entgegenkommen. Sie sind aus Vorlesungen und Ubungen hervorgegangen, welche die Autoren gemeinsam seit Uber zehn Jahren fUr die Ausbildung der Studierenden an der ETH ZUrich durchfUhren und eignen sich deshalb vorzUglich auch als Basismaterial fUr einen entsprechend gestalteten Unterricht. In einer breit gestreuten Praxis werden sich zweifellos gelegentlich LUcken und Fehler in unseren Darstellungen bemerkbar machen. Wir mochten das Werk durch Erganzungen und Korrekturen auf einem moglichst aktuellen Stand halten und sind fUr Anregungen und Kritik aus dem Be nUtzerkreis dankbar. Eine diesem Buch beigefUgte Postkarte ist dafUr gedacht, eine Stellungnahme seitens der Leser zu erleichtern. Separat abzUge von Arbeiten, die einschlagige Information zur Erganzung oder Verbesserung dieses Tabellenwerkes enthalten, wurden wir bei spateren Uberarbeitungen gerne berucksichtigen. Ein Werk wie das vorliegende ist nicht realisierbar ohne die Hilfe sachverstandiger und engagierter Mitarbeiter, die einen guten Teil der Arbeit mittragen. In dieser Hinsicht gilt unser besonderer Dank Fraulein I.Port, Dr.D.Wegmann sowie den Herren P.Oggenfuss und Dr.R.Schwarzenbach. Inhaltsverzeichnis Einleitung..........................•........................... A5 Abklirzungen und Syrnbole..................................•.•.... A20 Ubersichtstabellen . B5 13C-NMR , , ' . B5 IH-NMR . B15 IR•••••••••.••.•••.••.••••.••..••.•••••.••• .•..•••.•••••••..• B35 UVjVIS•••.• •••••• ••••••••••••••..••••.••••• •••••. •.•.• ••. •••• B65 Kornbinierte Tabellen . B75 Alkane, Cycloalkane . B75 Alkene, Cycloalkene . B85 Alkine.......................•............................... B95 Aromaten . B105 Heteroaromaten . B115 Halogenverbindungen . B125 Alkohole, Phenole . B135 Ather......................•................................. B145 Amine . B155 Nitroverbindungen . B165 Thiole, Thioather . B175 Aldehyde . B185 Ketone . B195 Carbonsauren . B205 Carbonsaureester, Lactone . B215 Amide, Lactame...........................................•... B235 13C-Kernresonanzspektroskopie.........................•......... C5 Alkane.................................................•..... C5 Cyclische Ather.....•..........•..................., ....•.... C40 Cyclische Amine....•...........•.......................•. .... C45 Gesattigte Alicyclen...................................•..... C50 Alkene........•...............•.............................. C90 Ungesattigte Alicyclen..........................•..•...... ... C100 Diene . C105 Alkine . . C110 Aromaten . C115 Heteroaromaten.................•............................. C135 Carbony1verbindungen•. . . . . . . . . ........ . . . .. . . . . . . . . . . . . . . . . . . C170 Kohlensaurederivate . C185 Nitrile, Isonitrile.••.••.••••••••••.•••••••••••••••.••....•• C190 Imine, Oxime, Isocyanate•••.•.••••••••••.•.••••.••••.•••.•••• C195 Thiocarbonyle, Thiocyanate, Isothiocyanate•••...•.••••.•..••• C200 Aminosauren•.••••...•.••••.•..•••.••.••.•••.••••••••••••••••• C205 13C_lH-Kopplungskonstanten•.••.•.•.••••••••••.•••.••••••.••.. C220 19F-13C-Kopplungskonstanten.••.•••.••.••••••••••••••••••••••• C240 Phosphorverbindungen•.•••.•••••.•.••..••••••.••..••.••••••••• C245 Lostmqamft telspektren••••••••• •••••••••••.•••••••••.••••.•••• C250 Protonenresonanzspektroskopie•••••. ••••••.••..••.•••• •.•••••.•.• H5 Monosubstituierte Alkane•.••.•.••.••.•••••..•••.•••.••..••••• H5 Mehrfach substituierte Alkane, Additivitatsregel••••••.•••••. H15 Kopplungen in aliphatischen Verbindungen••••••••.•••••••••.•• H20 Aromatisch substituierte Alkane••.••..••.••••••••.••.•••••..• H30 Aliphatische Halogenverbindungen••••.•.•••••••••••••••.•••••• H45 Alkohole.••.•••••.••••••••••.••••.•••••.•••.•.•••••• •••••••.• H50 1i.ther.•.•..•••••.•.••.••.•••••••••.••••.••••.••.•••••••.••••• H60 Amine.••.••••••.••••••••••••••••••••.•••.•••..•..•••••.•••••• H75 Nitroverbindungen••••••••.•••••..••••••.....••••...••.•..•.•. H90 N-Nitroso-, Azo- und Azoxyverbindungen•.••.•.•••.•••••••••..• H90 Thiole•••••••.•••••••.•••..•..•.•.••.••••••••••••.•..••.••••• H95 Thioather••••.••.•••.••...••.••.•.••.•••.••••••..•.•••••••••• H95 Ubrige Schwefelverbindungen.•••••.••••.•.•••..•••••••.••••••• Hll0 Aldehyde••••.••••.•••.••••...•••••.•••.••••.•••••..••.••.•.•• H120 Ketone•••.••••••••.••..•••.• ••.•••••••.••...••.•••.....•••••. H125 Carbonsauren••.••.•••. •.••••.••.•.••..•.•••.•.•...••.•••••••. H135 Ester•.•.•.••••.•••••••••••••.•.••.•••..•.••••••..•••.••.••.• H140 Lactone••.••.••.•.•.•..•••••.••••..••.••••••.••.••••.••••••.• H145 Amide••••.••••••••.••.•••...••••.••••.••.••••••.••••••••••••• H150 Lactame••••••••.•.•••••.•••.•••••••••••••••.• •.•..••.•.••..•• H160 Imide••••••.••••.•••.••..•. •.••.•....•.•..••.•.•.•••• •.•..... H165 Saurehalogenide und Anhydride••.•.•.•••••••.••• •••.••••••.••• H170 Kohlensaurederivate.••••.•..•..•••.••••...•••.•••.••.•.••.••. H170 Oxime, Imine, Hydrazone und Azine•••••••••..•.•••• ••.•..••.•. H175 Nitrile, Isonitrile, Cyanate und Isocyanate . H180 Gesattigte Alicyclen•••••••.••••••.•••.•••. •••••..•...••.•••• H185 Alkene..•.•.••.•...••.........•.•.••.•.••. ••..••••.•.••••.••• H205 Alkine.••••...••.•.•••••...••••••••.•••.•.••..•.••••.••.•.••• H225 Ungesattigte Alicyclen•...•.•..• •....••..•....•..••••.• •••..• H230 Aromaten••••.•••..•••.•... ••...•.••...••.•.••.••.•••..•.....• H245 Heteroaromaten••••.••••••.••.•.••... ••.••...••.•.••.••..•••.• H265 19F_lH-Kopplungskonstanten•. ••. . •. . . •. . . ••. . •••. . . . •. •. . •. •. . H355 31p_IH-Kopplungskonstanten.•~ .••••••••..•••..•..•.•.••••••..• H360 Losungsmittelspektren••.•• •..••••••....••••.•.•.••••.••••••.• H365 Infrarotspektroskopie•••••••••.••••. •••• •••.•••..•.••.••.•••••.• I5 Alkylgruppen•••...••••••.••• ••••.•••••••••...•••.•.•.•••.•••• I5 Alkenylgruppen•.•.•••••" . ••••.• ••....•.•••••..••••• •.••.•.••• I20 Alkinylgruppen•••..••••••••••••...••....•••..•••••.••••.••••. I40 Aromatische Verbindungen••••.••••.••••••.•••••..••••••.•.•..• I45 Verbindungen des Typs X~y . I65 Verbindungen des Typs X=Y=Z•..••..••••.••..••.....••••.•••••• no Alkohole und Phenole•..••••.••••.••• •.•.••.••••...••..•.•••.• I85 1i.ther•••.••.•.••..••.•••..•••••.•.•.•••.••.•••..••••••••..•.. I90 Peroxide und Hydroperoxide•••..•••..••.•••..••.••.••••..•••.. I95 Amine••••..•••••••..••.••••..•.•.•.•••••.•.•.••.•.•••....•••• Il00 Halogenverbindungen•• •.•••••. •••••••••••.••••.••.••.••.••••.• Ill0 Aldehyde.•.•..•••...••.. ••••.••••.•••••...•.•.•.•.••••.•••••• I120 Ketone••.••••..•.••••••• , ....•••••••..•.••.••••••••••.•.'••.•. I125 Ester und Lactone...••.••.••••.• ••.••.•••••.•••••••.••.•.•••• I135 Amide, Lactame, Imide und Hydrazide..•..••..•.....•...•.••••. I145 Kohlensaurederiv.ate.••.•.........•..•••. •••.••••....•.•.•.••. I155 Carbonsauren•••.•...•.••.•.•.•.•••....•• •..•..•......••••...• I165 Aminosauren...••.•..•..•••....•.•.•.•.•..•.•.•...•...•.•.•.•. I175 Saurehalogenide•.••.•..•.•.....•..••••••..•..•.•••. •.....•••• I180 Saureanhydride.....••......•............•.••.......•.....•..• I185 '!.erbindungen mit C=N Gruppen•.•...•.•••. ....•......••.....•.• I190 Oxime•..•.••••.••••...•.••••.•.•••..••••..••••••..•..•.••...• I195 Verbindungen mit N=N Gruppen••••••....••: •••..••••.•..•.••.•. I200 Nitrite und Nitrosoverbindungen.•.•...•. •..•...•.•...•.....•• I205 Nitrate, Nitroverbindungen und Nitrarnine•.••...• •..•••.•••••. I210 Mercaptane, Thioather und Disulfide••. ••••. •••. •. .•. •• . .• ••. • I215 Verbindungen mit C=S Gruppen..••••....•.•.• •••.•...•.•••..• •. I220 Verbindungen mit SO Gruppen...•..•...•.•..••.•.•••...•.•.•••. I225 Phosphorverbindungen•..••••.•.•.•.•.•.•.... •..•....•.. •....•. I235 Siliziumverbindungen••...•.••.•••.•••••••••..•...••••. ••••.•. I250 Borverbindungen•.•••.•••....•.•.•••.••••.•.•....•....•••••..• I260 Massenspektrometrie..••••..•••• •.• ••.•...•..•••.•.••..•.••....•• M5 Massenkorrelationstabellen....•...••••••. .• •.••••.•••.•••••.. M5 Isotopenverteilungsbilder aller nattirlichen Elemente des Periodensysterns..•..••.••••••.•.•••.••..•.••..•... •. ••. •• M55 Massenzahlen und Haufigkeiten der Isotope aller nattirlichen Elemente. •......•.•..•....••.•.•.•••.••..•.••. •.• M60 Berechnung der Isotopenverteilung•.•.....•... ••.•.........••• M90 Isotopenverteilungsbilder verschiedener KOrnbinationen der Halogene Cl und Br.••.•.•.•••..•.•.......• •••••••• •••••.• Ml00 Isotopenhaufigkeiten verschiedener Kornbinationen der Halogene Cl und Br..•.. •••...•.••••..•.... •.•. •.•.....•.• Ml05 Hinweise auf den Strukturtyp.••...••••.•...••. •.• ••.•.•.••••. Ml15 Hinweise auf Heteroatome..••...•.•.•.•........•..........•••. M125 Regeln zur Bestirnrnung der relativen Molmasse•..•••• ••.•••••.. M135 Ubergangssignale ("metastabi le Peaks") .•.•.•••..•.....•••• •••. M145 Losungsmittelspektren•.....•.••.•••.•.•.••.••..•..•...••..... M155 UV/VIS (Spektroskopie im ultravioletten und sichtbaren us Spektralbereich) •••..••••••.••••••••.•.•...•....••....•.•.•.•.•. Zusarnrnenhang zwischen der Wellenlange des absorbierten us Lichtes und der beobachteten Farbe•.•••••••.••••.•.•..•...••. Einfache Chromophore••••...•.. ....•.•.•.• •••••.••...•.•.•.... Ul0 a,B-Ungesattigte Carbonylverbindungen (erweiterte Woodward-Regeln) ••. •. •••••..••.••..•••••••..•••...•. •••••.•.• U20 Diene und Polyene (Woodward-Fieser-Regeln) .•.•..•••.......•. • U30 Aromatische Carbonylverbindungen (Scott-Regeln) .•.•••.•...•.• U40 Aromaten••••.•.••. •.••.•..•.•. •••••..•••.•..•.•...•.••••••.•. U50 Referenzspektren.••••••••..••..•••••.•.••.•...•.••.•.••.•••.• U60 Sachverzeichnis.•••••..••..•....•..•••• •.•.•.•.•.••••.•••••••.•. Vl Einleitung Die vorliegende Datensammlung 5011 als Hilfsmittel zur Interpretation 13 1 von C-Kernresonanz-, H-Kernresonanz-, Infrarot-, Massen- und Elek- tronenspektren dienen und ist als Erganzung zu Lehrbuchern und Mono graphien anzusehen, die diese spektroskopischen Methoden zum Gegen stand haben. Sie ist in erster Linie fur diejenigen Personen gedacht, die routinemassig Spektren zu interpretieren haben. Ihre Verwendung setzt lediglich Kenntnis der elementaren Grundlagen zur Spektreninter pretation voraus, aber sie ist so gestaltet, dass sie auch Speziali sten als Nachschlagewerk von Nutzen sein kann. 1m Hinblick auf einen raschen Zugang zu den relevanten Daten sind an den Seiten jeweils oben am Rande Hinweise auf den Inhalt wie folgt vermerkt: KOMB: Nach Strukturelementen geordnete Uebersicht tiber die charak teristischen spektroskopischen Daten (Seiten BS bis B24S) l3C_NMR: Nach Substanzklassen geordnete l3c-kernresonanzspektroskopi sche Daten (Seiten CS bis C26S) Nach Substanzklassen geordnete protonenresonanzspektroskopi sche Daten (Seiten HS bis H370) IR: Nach funktionellen Gruppen bzw. Substanzklassen geordnete Infrarot-Absorptionsfrequenzen (Seiten IS bis 1260) AS
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