Laboratorio di chimica organica I

Cristalli

Sostanza pura = tutte le molecole sono uguali.

• Per essere analizzato deve essere il più pura possibile (la purezza totale è quasi impossibile da ottenere).

Cristallo = una sostanza decisamente pura.

Soluzione = sostanza liquida.

Le curve di solubilità sono di diverso tipo:

• Quando avviene velocemente e in grandi quantità potrebbe intrappolare altre sostanze, diminuendo la purezza.

Perfetta è la zona metastabile.

• Per arrivarci modifico la temperatura o la concentrazione.
• Sovrasaturazione reversibile se si forma in presenza di cristalli; irreversibile se si forma in soluzione stabile senza precipitare (del solvente).

1. Raffreddo.
2. Quando si forma il solido e la concentrazione diminuisce non viene superata la zona metastabile.

Aumento la concentrazione:

• Si diluisce il solvente per evaporazione in modo lento (per formare cristalli puri).
• Tecnica diffusione dei vapori.
• La resa finale non sarà mai il totale del soluto utilizzato.

Scelta del solvente:

1. Non deve reagire con la sostanza da purificare.
2. Deve sciogliere il composto non a temp ambiente.

Modo è buon solvente/attivo solvente:

• Inserito pochissimo, il soluto tanto per volta in piccole quantità alla volta.

Caffeina nel tè

Le cellule vegetali sono formate per la maggior parte da cellulosa -> insolubile in acqua e in solventi organici.

Caffeina -> solubile in acqua (sempre più aumentando la temperatura).

• 1) Inseriamo il tè in acqua dove la caffeina si scioglie.
• 2) Altre molecole presenti nel tè tannini idrolizzabili, solubili in H₂O e organica, acidi con idrolizzazione e portano alla formazione di acido gallico e glucosio. Insolubili in solventi organici.
• 3) Per l'acqua acidula i tannini si rompono lasciando della sostanza iniziale al tè e agevolano l'estrazione della caffeina.
• 4) Utilizziamo acqua basica con CaCO₃. L'acido gallico è solubile anche in H₂O.
• 5) Idrolisi mediante pallone.
• 6) Vi rimangono le sostanze solubili all'interno c'è il tubo refrigerante dove passano i vapori fuori del tubo passa un liquido freddo che li riporta allo stato liquido.

• 7) Aggiungo uno strato di Celite sul filtro Has.
• 8) Trattiene materiali più fini rispetto al filtro.
• 9) Posso schiacciare il filtro successivamente alla filtrazione.
• 10) Preparo la Celite in un becker e lo verso sul Buchner (circa 1 cm di Celite).

Imbuto separatore:

• Evaporatore rotante:
• 1) Accendo la pompa.
• 2) Chiudo il rubinetto e attacco il vuoto al contrappeso.
• 3) Non lascio il pallone, mancare "amocie" - aprastrazione vuoto.
• Allontano completamente l'acqua (rimane sempre una minima quantità) con Na₂SO₄.
• Abbassando la pressione evapora più facilmente. Infatti da un lato c'è il ragno riscaldante e il pallone gire.
• Evaporo la fase organica.

Scelgo l'eluente che separa il più possibile le macchie

• Inserisco direttamente assorbente e eluente o prima l'assorbente a secco
• Tenere mescolato
• Apro prima il rubinetto per far scendere l'assorbente non impaccato
• Inserisco uno strato di sabbia 0.5 cm

Caricamento campione:

• A umido = con la minima quantità di eluente deve essere pochissimo perché si allunga orizzontalmente
• A secco = campione può eluente e fase stazionaria, inserisco nel rotavapor

Come raccogliere le frazioni:

• Se sono colorati cambio beuta
• Se trasparente raccolgo piccoli volumi senza usare UV e controllo sotto UV
• Analisi TLC successiva e mantengo solo quelle completamente suddivise

Possibili cause di cattiva separazione:

1. Bande non orizzontali superfici non levigate
2. Cannulazione superficie irregolare

Per il metodo sinilu si può aumentare la granulostà dell'assorbente o inserire una leggera pressione sulla colonna.

P-Nitrofenolo giallo verde Bromofenolo verde

Gli anelli aromatici permettono di visualizzare i composti con gli UV.

BANDE PIÙ RIDOTTE DI 3m-6 PER DIVERSI MOTIVI:

1. VIBRAZIONE NULLA (NORMALE) -> H ≠ 0 NON VARIA IL GRUPPO
2. ALCUNE VIBRAZIONI POTREBBERO ESSERE AL DI FUORI DELLA REGIONE IR MEDIA (DIPEND. DALLA LAMPADA UTILIZZATA)
3. VIBRAZIONE DEGENERATA -> SI UNISCONO IN UN UNICA GRANDE BANDA

CLASSIFICAZIONE

1. FREQUENZE FONDAMENTALI (SALTO NEL 1^O STATO ECCITATO)
2. OVERTONE (MOLTO ENERGETICHE SALTO NEL 2^O STATO) ARMONICHE
3. COMBINAZIONE DI BANDE MOLTO PIANNICATE O RISONANZA QUANDO BANDE INTERMEDIE PER I GRUPPI.

INTENSITÀ D'ASSORBIMENTO

PROBABILITÀ TRANSIZIONE αl/M_ab|E_o|²

Eo= COMPONENTE ELETTRICA DI RAGGIRA

|M_ab| = MOMENTO DI DIPOLO

• GRUPPI FUNZIONALI CON ETEROATOMI AVRANNO SOLITAMENTE μ FORTE
• GRUPPI SIMMETRICI DEBOLE

INTERPRETAZIONE SPETTRO

1. VIENE DIVISO IN 6 ZONE
2. UO= -2500 CM^-1
   • 1) GRUPPI CHE CONTENGONO IDROGENO (X-H)
3. -3200-3650 CM^-1 -> GRUPPO -OH
   • QUANDO HO UN GRANDE NUMERO DI LEGAMI -OH VISUALIZZERO' UNA BOBBA IN PIÙ BASSE ENERGIE MENTRE UN SINGOLO LEGAME DARANNO PICCOLE BANDE MOLTO ALTE (QUESTE SI CONSIDERANO PIÙ COMPOSTI DI BASSA CONCENTRAZIONE ZIONO IN SOLUZIONE (POCHI ACCUMINATI).
4. -3300-3500 CM^-1 -> GRUPPO AMMINICO
   • AMMINA PRIMARIA -> VISUALIZZANO UNA DOPPIA TESTA A CAUSA DEI NH2 -> 2 STRETCHING SIMILETRO E ASIMMETRICO
   • AMMINA SECONDARIA -> UN'UNICA BANDA D'ASSORBIMENTI OH UN SOLO STRETCHING) PIÙ ALTO DEL GRUPPO -OH (AROMATICI A (MOTI PILANTI)
5. -3000 CM^-1 -> GRUPPI ALILCI
6. GLI ASSERMENTI DI CH SATURI SI TROVANO AL DI SOTTO DI 3000 -> 1 BANDE -> 2 PIEG CH₃ , 2 PIEC. OH₂ CH₂.
7. CH SATURI VENGONO RICONOSCIUTI CHE PICCHI PICCOLI CHE SI SOVRAPPONGONO
8. C = CH SOLO A CIRCA 3300 INTENSITÀ MAGGIORE, FORMA ACUMINATA
9. ADESIVI A CIRCA 3200 -> 2 BANDE
10. 2500-2000 CM^-1 -> TIPUI LEGAMI EPLICOPILA
11. C≡C, C≡N; X= C=Y; C= C=C= COS
12. 2000 -1500 CM^-1 -> DOPPI LEGAMI
13. GRUPPO CARBONILE -> BANDEE FORTI, PIÙ CONCI, INNERSO SPETTRO.

Le caratteristiche fondamentali sono:

C=O a 1730 - 1755

C=O a 1380 - 1600 — possiamo distinguerli dai chetoni che presentano solo C=O.

Il legame C=O è reso più forte dalla risonanza dell'ossigeno

Il legame a idrogeno intramolecolare diminuisce le lunghezze d'onda.

Esteri ciclici — alte frequenze più è piccolo l'anello.

Halogenazione — C_x-C=O

Chetone — se leggi in R₁-C₂-C₂H₃ 1635 cm^-1

Amidi

C=O 1680 - 1630 cm^-1 (ampi assorbimenti)

N-H ammine primarie — 2 bande 3350 - 3180 cm^-1

Ammine secondarie — banda 3300 cm^-1

• L) Stretching (si vede bene per soluzioni non diluite)
• N-H bending 1640 - 1550 cm^-1 per primarie e secondarie

C=O può coprire N-H

Ammine cicliche — alte lunghezze per anello piccolo del ciclo.

Cloruro acilico

C=O 1810 - 1735 cm^-1 nei cloruri non coniugati

1780 - 1760 nei coniugati (es fenile):

C-CE 230 - 550 cm^-1

Anidride

C=O 2 bande 1830 - 1800 cm^-1 e 1735 - 1740 cm^-1

C=O stretching 1300 - 900 cm^-1 banda molto massiva costituita da tante bande unite

Anidride ciclica — anello piccolo lunghezze d'onda alte

Ammine

N-H stretching 3300 - 3300 cm^-1

Primarie 2 bande intense

Secondarie 1 banda poco intensa (se ho soluzioni diluite non si vede)

N-H bending planare 1640 - 1560 cm^-1

Secondarie 1500 cm^-1 — potrebbero non vedersi per colpa dei sostituenti

N-H bending fuori dal piano 800 cm^-1