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Vorlesung Organische Chemie 1.39 - 25.06.2012

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Formal Metadata

Title
Vorlesung Organische Chemie 1.39 - 25.06.2012
Title of Series
Part Number
39
Number of Parts
46
Author
License
CC Attribution 3.0 Germany:
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Identifiers
Publisher
Release Date
2012
Language
German

Content Metadata

Subject Area
Abstract
UV-Absorption, 1H-NMR-Spektren
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Spectroscopy Doppelbindung Carbonylgruppe Chemical compound Cell nucleus Infrarot-Spektrum Carotine Structural elucidation
Quarz Starch Phosphorus Solvent Cell nucleus Solution Silicon Grube
Waterfall River delta Chemische Verschiebung Chloroform Sunscreen Cell nucleus Solvent Solution Cell nucleus Electronegativity Oxygen Chlorine Molecule Hydrogen Hexene Carbon Azo coupling Chemical compound Deuterium Salt (chemistry)
Nitrogen Doppelbindung Elektronenpaar Binding energy Oxygen Molecule Hydrogen Electric current Electron Carbonylgruppe Azo coupling Aromatic hydrocarbon Benzene Atom
Chemische Verschiebung Solvent Silanes Trimethylsilyl Hydrogen bond Elektronenpaar Hydroxyl Binding energy Alcohol Oxygen Multiple chemical sensitivity Chlorine Methylester Chloratom Molecule Hydrogen Carbon Electron Molecular geometry Azo coupling Cobaltoxide Atom
Hydrogen Mill (grinding) Chemische Verschiebung Azo coupling Atom
wir haben das Spiel
um meine Namen der deren es gilt weiter Frau bis Spektroskopie da geht es nicht um die Anregung von Schwingungen sondern um die Anregungen fahren die ich gern Übergängen und endlich der Übergängen und was Sie dafür brauchen ja dass es hatten stehen dabei erreicht als die Systeme durchaus eine Carbonylgruppe oder eine CC Doppelbindung halt aus ist es schon okay wenn so und den ein krasses Rolle viel IT in hatten Absorptions- warnende bei 163 Nanometer vor bis Spektroskopie haben wir es mit Wellenlängen zu tun lahmender vor bei der Infrarot Spektroskopie waren es Wellen zahlen die Zentimeter auf minus 1 wert Mutter die in 217 Nanometer das Heck hat eben 200 68 Nanometer und Sie sehen je länger dieser sehr ausgedehnter dieses Spielsystem wert desto höher werden die Wellen zahlen bis man schließlich weil genügend ausgedehnten System auch dem farbigen Bereich landet bei einem olle viele muss man aber schon eine ziemlich lange Oliver Rolle vielen Kette haben wo ich natürlich auch aufpassen muss dass ich mich nicht verzeichnen ja diese Verbindung aus dem Bereich der Carotine absorbiert bei 400 97 Nanometer das heißt absorbiert wird im blauen Licht und Orange als Komplementärfarbe kommt dabei dann heraus nach ja okay also so wahnsinnig viel neues Struktur Information im Sinne der Strukturaufklärung holen sie aus einem Infrarotspektrum nicht heraus aber ist klar dass das zur spektroskopischen Charakterisierung Substanz hin zum gehört kommen und so einem besonders spannenden Thema ein wäre dann mehr Spektroskopie manche Atomkern die besitzen ein magnetisches Moment das ist verbunden mit der ja einen Kern spielen die
Rotation des Kerns erzeugt dieses magnetische Moment was für uns wichtig ist das sich dieser Atomkern nur im Prinzip ähnlich kleiner Stabmagnet Magnete verhalten zudem die das Land können gehört hören die Isotope ein Star 13 C das aber nicht 19 11 ja auch Phosphor Isotope Silizium und so weiter schaffen das halt auch das sind Beispiele für einen er aktive Kerne das und wenn er sich wenn die ein magnetisches Moment haben und man bietet jetzt der Substanz Grube ein äußeres Magnetfeld an dann kann sich dieses magnetische Moment der Kerne entweder in Richtung des äußeren Magnetfeldes aus richten das ist etwas Energie ärmer als das umgekehrte gegen das äußere Magnetfeld das heißt also die eine Ausrichtung und die andere Ausrichtung dessen NRG Tisch unterschiedlicher zu statt das bedeutet wiederum man kann dann anregen Energie darein schicken und merkt in bestimmten Bereichen Energie eines bestimmten Wertes was natürlich gesteuert unabhängig ist von der Stärke des Magnetfeldes der Unterschied in der Energie zwischen diesen beiden Zuständen ist natürlich also abhängig von der Stärke des Magnetfeldes ja und jedenfalls Energie kann man reinstecken und merkt dann die Absorption dieser dieser Energie das ist das das alte Prinzip mit den neueren Geräten gibt man da einen ganzen Impuls rein und kriegt dann eine sogenannte Relaxation und über Fourier transform Analyse bekommt man am Ende ein Spektrum was auch so ähnlich aus wie wie wie man es früher also gemacht hat und mit der besseren Auflösung ja März wär das ist das das Prinzip und die Energie der Energie Bereich der hier erfasst wird ist im Bereich der Radio Film Radiowellen von also bestimmter Frequenz wir lassen im Prinzip das Ganze als eine Blackbox wie das funktioniert aber bei was Informationen brauchen morgen ziemlich starken welch großen Magneten und in dieses magnetische Feld muss die Substanz Pogues gebracht werden wie wird eingebracht in sogenannten hier enden er wolle erreichen dass sind Glas bzw. Quarz wohl erreichen wo die Substanz Probe in der Regel in flüssiger Form eingebracht wird und zwar verdünnt in einem geeigneten Lösungsmittel was geeignet ist kann ich gleich natürlich noch sagen und klar in etwa braucht man die Lösung da unten würden 3 Fingerbreit das kommt hin das sind 0 comma decimal 5 bis 0 comma decimal 6 Liter an Flüssigkeit die hier eingefüllt ja das ist jetzt hier einfach nur Atsuto und mit der bisschen wenn er den diente wir würden wir dann nur ein und einmaligen ein Signal von Atsuto und empfangen was einfach nur in 700 wird wie sie eben also wir später feststellen werden das wird also eingeführt in das Gerät meistens sitzt mittlerweile gesteuert über so ein Roboterarm der schnappt sich das gereift sich das mit 3 Fingern und dann kommt da also hier in das Eintrittsbillett verlässt das dann los und auf einem ja letzteres mit Luft wird gegen gepustet auf diesem Luftpolster ist das dann und dann wird automatisch geben also der Luftdruck zurückgefahren und dann sind das ganz langsam rein und wird dann halt automatisch vermessen in dem Gerät wird dieses reichen auch noch in Rotation versetzt ja und also ich hier auch für Homogenität zu sorgen so was man dann dabei herauskommen kommen herausbekommt bekommt ist ja ein Spektrum wie es gleich aufzeichne allerdings noch vorhergesagt das Lösungsmittel was Sie hier verwenden sollte
tunlichst keinen Wasserstoff enthalten ja das Lösungsmittel haben sie in eingewiesen Überschuss Alter drin mehr stellen Sie sich vor da sie haben vielleicht nur 5 Prozent die Lösung der Substanz die sie vermessen wollen und das Lösungsmittel enthält Wasserstoff wird was haben Sie denn dann für hiesige Signale in 1 H 1 er gesehen jetzt erst mal war 1 Jahr später noch als in diesen Tagen bereits sie was an sie dann für hiesige Signal und das was sie eigentlich sehen wollen das sind nur die die die ganz kleinen Signale und Lösungsmittel sollte Wasserstoff frei sein und für die modernen Geräte da brauchen wir noch ein Standard ein Deuterium lockt um sich einzuloggen ist sollten dann da Deuterium haltige Lösungsmittel sein Objekt und das beliebteste da ist sie in die sehen 3 das deut Toro Chloroform und etwas was auch relativ häufig verwendet wird das ist das werden müssten die 6 das Hexer deute wo gehen dass bei mir denn so können Sie auch verschiedene Salze und salzartigen Verbindungen lösen Wasserstoff ist ein bisschen zu viel gesagt weil 100 Prozent 1 L 3 ist verdammt teuer ab 99 comma decimal 5 Prozent über 99 Prozent ich gerade auch noch reicht durch aus aus als für die Reinheit wir das zu verwenden dann haben Sie also 0 comma decimal 5 bis 1 Prozent C H C L 3 würden ja okay dann erhalten sie halt ein Signal von ja den Rest Chloroform was da drin ist was jetzt nicht weiter schlimm ist Sie wissen an welcher Stelle das kommt 7 comma decimal 2 6 BBN schreibe ich es schon mal daran C H C 3 und 2 6 4 es dient dann Stückweit auch für sie zur Orientierung so wie sie dir zu und einem er Spektrum 1 1 H indem er prinzipiell aus ja mir eine Skala und die Werte die aufgetragen sind sind PPM wer hatte ja gleich noch erklären was das bedeutet haben Sie hier rechts irgendwo 0 wie geht das weiter 1 2 3 und so weiter manchmal hat man bei 8 auf manchmal weit sehen wenn es notwendig ist und Signale da auftreten links von 10 gibt es auch bis im Bereich von 15 bitte empfinden Sie jemand seinen er durchaus Signale und gelegentlich kann auch hier etwas auf okay dann ist das also minus 1 minus 2 kommt aber relativ selten vor ja und dann haben wir da halt da es länger man kommt irgendwo wenn sie eine Art und Sorte also eine Wasserstoff sortenrein eine Wasserstoff Sorte drin hatten in ihrem Molekülen dann wird irgendwo nur alle Wasserstoffe waren gleich artig mit irgendwo ein simuliert kommen wird der die gerade schon gesagt wenn es also Chloroform deut O Chloroform als Lösungsmittel dabei ist und hier 7 BB ändern wenn Sie da noch ein Signal haben dass ist dann halt 7 comma decimal 2 6 BBM das sind dann diverse Wasserstoff wird vom deut Toro Chloroform was heißt jetzt dieses hier mit BPM werden Sie bezieht sich dann wenn sie 200 Megahertz Spektrometer sie auf die Messe Frequenz haben dann bedeutet das 200 Megahertz entspricht 200 Millionen Herz ein PPM bedeutet ein 1 Parts per Million ein Teil auf eine Million wenn der Millionstel Teil von 200 Millionen Herz ist in diesem Fall daran war ganz klar 200 los das bedeutet also hier bei ein PPM entspricht 200 ernst wie wir noch sehen werden bei der Kopplung ist das wichtig da ist man halt den Abstand von Signal Spitzen und die werden dann in Herz gemessen das sind dann die Kopplungskonstanten die Sie aus diesen Spektren heraus bedeutet auch folgendes wenn sie halt eine Signal Aufspaltung
haben und die ist in einem 200 Megahertz Spektrometer gut zu erkennen wenn sie dann zu einem 500 Megahertz mit pro Meter gehen das größere und teurere Gerät bedeute dass er das von 0 bis 1 sind 500 Herz das bedeutet dass die Spitzen näher zusammenrücken und Sie haben dann letztlich schärfer wir Signale und weniger Überlagerungen bei den Signalen und das sorgt dann dafür dass es einfacher zu interpretieren ist in koppeln den sich überlagernden ja Spektrum okay jetzt werde es ja irgendwo nicht sehr viel an Information was sie rausholen können Sie einfach nur so ein Signal haben aber Sie werden sehen die Lage des Signals wird von Faktoren beeinflusst und die Form des Signals und alle diese Faktoren die dort wir können das ist dann die Informationen die sie dabei heraus und das ist extrem viel Struktur Information so dass sie also in vielen Fällen aus dieser Informationen ziemlich genau Vorstellung schon entwickeln können wie eine solche die Struktur der Substanz aus die die Sie hier vermessen es kommt eine Liste der von Faktoren die sowohl Lager als auch Form der Signale beeinflussen es ist nur Faktor Elektronendichte von Elektronendichte in der Umgebung des Wasserstoffs dessen Signal wir betrachten hohe Elektronendichte baut ein Degenfeld rufe hier und ja den Kern ab was bewirkt im Spektrum dass wir relativ weit rechts im Spektrum bei niedrigen BBM werten das Signal haben Elektronendichte am also hohe Elektronendichte Wasserstoff sorgt für eine Abschirmung verwendet eine und daraus folgt niederige blieb änderten das ist wobei BPM wertet das heißt die so genannte chemische Verschiebung ist gleich chemische Verschiebung das und wird im übrigen abgekürzt mit Delta älter gleich war hier irgendwas 1 Punkt 5 2 die und dann in Klammern dahinter ein 700 wenn's nicht aufgespalten ist als geben also ein Beispiel umgekehrt viel weniger Elektronendichte sorgt dann für eine und Schirmung und damit im Umkehrschluss für relativ hoher BPM werde das heißt das Signal taucht dann weiter links auf wie kommt man zu einer näheren Elektronendichte werden wenn an den Kohlenstoff oder Wasserstoff Drumsets an der Cihan Gruppe hat noch ein Element sitzt was nur relativ hoher Elektronegativität hat zum Beispiel Sauerstoff oder Chlor dann bitte Elektronendichte abgezogen und wir sehen einen deutlichen Schrift zu höheren PPM im Sprachgebrauch findet man dort dann auch der tiefer ist fällt und auf der Seite der dann Todesfälle also Elektronendichte abzielen sorgt für eine Verschiebung zu tiefen fällt Beispiele dazu wir betrachten jetzt einfach mal eine solche C A 3 Gruppen C 3 an einer Kette da haben wir die Signale Lage so
ungefähr bei 1 der PR wenn wir nun eine Carbonylgruppe direkt wegnehmen der CA 3 Gruppe sitzt also C A 3 Kabul Bühl ja dann ist es zu tieferen fällt verschoben und dann landen wir so bei 2 bis 2 Punkt 5 WDR C A 3 an einem Stickstoff 2 comma decimal 5 bis bereit period 2 P bei allen so über den Daumen gepeilt je nach dem was dann wiederum möglicherweise hier an den Stickstoff selbst und auch Elektronendichte weiter abzieht also induktiv dann ja auf den Stickstoff induktiv oder so mehr auf den Stickstoff wird der dann wiederum induktiv Elektronendichte wir wollen der CA Bindung abzieht 3 Sauerstoff 3 comma decimal 4 bis so viele Punkte bei wobei ein normaler also hier auch als kühl auf der Seite der ist dann bei 3 comma decimal 4 bis 3 comma decimal 6 PPM haben wir allerdings hier einen 1. dran das heißt also die mit Docks die Gruppe gehört zu einem 1. dann sind wir auch bei tieferen Welt als 4 dann sind wir bei 4 comma decimal 0 bis 4 comma decimal 3 Wie bitte alles wichtige Struktur Information des Weiteren mehr er gibt es noch und speziellen Einfluss von die Elektronen und freien Elektronenpaare interessanterweise wirkt sich dieser Einfluss unter anderem ja in Benzolring oder sollen wir das denn wenn Strom Effekt ja was darauf Bezug nimmt das natürlich die Systeme angeregt werden in dem Magnetfeld interessant ist dass diese Effekte in unterschiedlichen Raumrichtungen des Moleküls halt unterschiedlich wäre können unterschiedliche Wirkung in unterschiedlicher Raumrichtung das sind damit anisotrope Effekte und die man sich dann auch Anisotropie nach ein solches oder vielleicht an solche und klinischer Wasserstoff hat das Signal bei etwa 5 BPM was allerdings man so mehr davon zum Rest der hier ganz gewaltig beeinflusst werden kann wird sie wird sich nie Carbonylgruppe hat ja immer so mehrere Struktur hier minus dort plus bedeutet extrem wird Elektronendichte ab abgezogen dann kann der ihr plötzlich auch bei 7 PPM halt landen so aromatische Doppelbindung ist weil hier mit dem Pollen fliegen verwandt weil eben auch SP 2 hybridisiert aber 7 comma decimal 2 MBit beendet ist hier am Benzolring die Lage dieses Signal das und das ist dieser Windstrom Effekt der sorge dafür das alles was innerhalb der was auf der Ebene des in Solingens ja aber außerhalb des Ringes zu tiefen fällt verschoben wird wenn wir jetzt hier einen bewegenden überlegen von der einen Seite zum andern das mit sehr 2 Gruppe viel über den Aromaten baumelt dann wird das umgekehrt zu niedrigen PBM werden verschoben also sowie ist im Vergleich zum und vielen und 2. geänderte runtergeht würde quasi mit sie habe Bindung auf den Aromaten darauf fest dann geht das um 2 PPM nach oben in die andere Richtung das ist also und der Anisotropie Effekte zu verstehen sehen da gibt es den Einfluss benachbarten Kernen mitspielen im gleichen Molekül mehr einfach zu verstehen also so ein Wasserstoff verhält sich wie ein kleiner Stabmagnet in dem magnetischen Feld jetzt haben wir in direkter Nachbarschaft im Molekül einen weiteren Wasserstoff der sich auch den Stabmagnet fällt natürlich beeinflussen die sich gegenseitig es macht einen Unterschied ob der benachbarte Wasserstoff auch in Feldrichtung oder gegen Feldrichtung ausgerichtet ist das Ganze beobachten wir dann als Effekt im Spektrum das sind die Kopplungen wie wir dann Mittwoch ausführlicher besprechen werden Endergebnis solch Abkopplung Kopplungen können nur Platz für Platz Quartetts Quintetts und so weiter sein oder schließlich Multiplex mit Abkürzungen Klein M die ganz wichtig die Fläche des Signals ist proportional sowohl den ja gleichartigen was Atome in einem Molekül immer wenn man 2 Signale und das eine Signal hat wenn ausgemessen H 2 Quadratzentimeter und das andere Signal hat ein Quadratzentimeter na ja dann weiß man dass dieses mit den 2 Quadratzentimeter genau der doppelten Anzahl an Wasserstoff wie spricht die Integration der Signale die man im Spektrum findet werden miteinander verglichen und das Problem wir uns ein paar sehr einfache eines in dem erst an damit schon mal einen Eindruck haben
ja also das weg vom vom wo Alkohol ja und die BPM Werte von 0 bis 10 aufgezeichnet es ist dir so eine große das Signal das ist erst die Methyl Silane das war früher üblich gelegentlich wird immer noch gemacht TMS gibt man zu das ist definitionsgemäß hier schon den Nullpunkt es kommt am Nullpunkt wer hat mir das quasi also wir festgelegt wir finden jetzt hier ein sehr großes Signal was ja jetzt Integration wurde mal abgemessen 10 comma decimal 5 Zentimeter will in der Projektion also viel größer klar aber wir haben hier jetzt im Verhältnis 9 zu 2 zu 1 von der Fläche her Signale wann wenn uns die Molekülstruktur angucken dieser eigenständige der gut für Gruppe da haben wir 9 Wasserstoff und dran das sind halt diese hier dann haben wir dort eine C H 2 Gruppe das Signal kommt an dieser Stelle und dann haben wir noch hier die Oh Funktionen da haben wir dieses Signal übrig also 3 unterschiedliche Sorten von Wasserstoff im Molekül geben dann auch 3 Signale im Spektrum Unterschied der Signale ist jetzt nur die Integration damit aber jeweils die Anzahl der relativen Verhältnisse davon bestimmt dass es eine wichtige Information ja und dann haben wir noch die unterschiedliche chemische Verschiebung die wir jetzt auch wiederum interpretieren müssen hier sehen Sie die wird der 3 Gruppen eben einfach nur an einem Kohlenstoff wo wiederum einfach nur der Altmühlsee 2 x 1000 der 2 Gruppe dran hängt das sorgt nicht gerade für Entfernung und das bedeutet dass hier das Signal bei einem TPM bleibt wie es ihn dort vorher aufgezeichnet hatte C 3 alle kühlt man ist irgendwo so ungefähr bei einem eine dieser C A 2 Gruppe sitzt ein Sauerstoff dran elektronegativen zieht Elektronendichte ab wir erfahren wir oder dieses Signal erfährt damit einem die fällt Schilf ja klar über 3 IBM ja und dann haben wir noch die oh Angriffe nun ja werden wir eigentlich gedacht na Elektro negativer Sauerstoff und direkt am Wasser Stoff dran sollte also dort in Schwärmen aber halt da gibt es ja noch die freien Elektronenpaare des Sauerstoffs die haben auch noch in einen Fluss und über raubte das so einfach können Sie nicht vorher sehen an welcher Stelle eine solche OH-Gruppe auftaucht das hängt davon ab in welchen Lösungsmittel sehr stark davon ab in welchen Lösungsmittel arbeiten Sie hier wer sind die hoch Artengruppen in Wasserstoffbrückenbindung mit dem Lösungsmittel eingebunden oder sind die auch in Wasserstoffbrückenbindungen unter einander eingebunden also hier kann ich Ihnen sagen hier sind Wasserstoffbrückenbindungen untereinander das im Rahmen der so genannten NMR Zeitskala die Position des Einzel- wo fast nicht so ganz klar ist wenn sie in dem so als Lösungsmittel hier das Spektrum aufnehmen würden und so etwas werden wir später auch noch sehen nicht heute aber in einer nächsten Stunden dann sehen wir plötzlich Kopplungen wegen der benachbarten Wasserstoff so jetzt kann man
sagen hier die wird Zweiergruppe ja diese Wasserstoffe sind ja auch irgendwie benachbart denen hier aber diese Nachbarschaft der gehandelt über 1 2 3 4 Bindungen und über 4 Sigmar Bindungen ist die Kopplung so klein ist da ist aber so klein dass sie mir nicht mehr aufgelöst ist wie ist deutlich unter einem mehr als und daraus resultiert eine gewisse Verbreiterung dieses Signal es aber mehr auch nicht weiteres Beispiel eine tja 2 Gruppe an der sowohl ein Chloratom als auch alle Topsy Gruppe hängen ja was erwarten wir die CA 3 Gruppe 3 gleichartige Wasserstoffe Integration von den Signal zu geben ist der 3 zu 2 das ist offenbar das Signal Hugh Chlor und mit Proxy dranhängen jetzt haben wir an dieser CA 2 Gruppe 2 Elektronen negative Atome dran sitzen das sorgt dann für einen noch tieferen Chef als wir Formen Sauerstoff alleiniger daran Sauerstoff alleine okay kommt halt hier bis dahin die Wirkung von Sauerstoff und Chlor gemeinsam sorgt dann dafür dass wir hier bis 5 comma decimal 2 rutschen das ist dann übrigens auch der Bereich wo wir später sehen werden auch ohne klinische Seehaas fände dieses Beispiel 1 2 die
mit Topsy getan die beiden sehr 2 Gruppen in der Mitte die Wasserstoff für alle identisch sollten nur ein Signal geben mit Topsy Gruppen außen auch identisch geht auch ein Signal also im Verhältnis 6 zu 4 ja alles mehr recht ähnliche chemische Verschiebung bei 3 comma decimal 2 bis 3 comma decimal 3 fallen dann quasi beide Signale zusammen wenn man es genau analysiert hier über die Integration dann sieht man halt das Recht das größere Signal ist mit 6 Wasserstoff und das sind dann die mit Topsy guck mal die Wasserstoff wird an den mit ob Gruppen und dieses hier ist dann sind die 4 Wasserstoff vor an der getan die Mühle Einfalt mehr der das was uns bisher angeguckt haben das ist halt relativ langweilig weil keine Kopplung drin sind und die Kopplung zustande kommen und wie man das analysiert das werden wir das nächste Mal da sehen Arbeit hier schon einmal kurz aufgelegt das ist das der Änderung Programm und hier sehen Sie das worum Atom selbst an der CA 2 Gruppe sie dort Elektronendichte ab das sollte dann die Sitze der 2. Gruppe sollte das Signal sein das am weitesten links kommt nämlich mehr die mittlere C A 2 Gruppe wenn die wird auch noch beeinflusst induktiv wir auch schon bisschen Elektronendichte abgezogen und die CA Dreiergruppe die am weitesten entfernt ist von dem Boom hatte und das würde den Einfluss des Boom Atoms kaum und ja Mediziner 3 Gruppe wieder bei einem PPM wie gesagt die sonstige Aufspaltung das sind die Kopplungen und über Kopplung werden uns dann am kommenden Mittwoch unterhalten bis dann 3
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