background image

 

 

Short Answer:

1)  What type of electromagnetic radiation is used in 
nuclear magnetic resonance?

 

 

radio

2)  What is the most abundant peak in a mass 
spectrum called?

 

Base 
peak

3)  What would the proton NMR peak look like 
for the indicated hydrogen?

 

 

CH

CH

3

CH

3

O

H

3

C

Because the two sets of 
adjacent protons are 
equivalent this peak would 
follow the  n+1 rule and be a 
septet.

background image

 

 

Nuclear 

Magnetic 

Resonance 

Spectroscopy

1

H NMR—Spin-Spin Splitting

When  two  sets  of  adjacent  protons  are  different  from 
each  other  (n  protons  on  one  adjacent  carbon  and  m 
protons on the other), the number of peaks in an NMR 
signal = (n + 1)(m + 1).

Figure 14.8

A splitting diagram for the H

b

protons in 1-bromopropane

background image

 

 

4)  To which end of an alkene does the hydrogen add 
in hydrohalogenation without a radical initiator?

The hydrogen adds to the least substituted end of 
the double bond so that the most stable carbocation 
is formed.

5)  What is another name for the 1,4-addition 
product? 

Conjugate addition 
product

background image

 

 

Predict the products.

1) 

This cation is 2° and 3°. Other cation is 2° and 2°. 
Thermodynamic product is most substituted alkene.

H

Br

+

+

Br-

Br

background image

 

 

2) 

Br

Br

H

Br

Br

+ Br

background image

 

 

3

Br

H

Br

Br

background image

 

 

4) 

H

3

CO

O

O

H

3

CO

H

H

background image

 

 

5) 

H

3

C

CH

3

CH

3

CH

3

Cl

2

hv

H

2

C

H

Cl

CH

2

Cl

CH

2

Cl

background image

 

 

6) 

NBS

hv

H

Br

Br

Br

Br

+

Br

background image

 

 

Mechanism:  Draw out the Mechanism for the 
following reaction.

1)  

H

3

C

C

H

2

CH

H

3

C

CH

3

Br

2

ROOR

H

3

C

C

H

2

C

H

3

C

CH

3

Br

Step 1 - 
Initiation

Br

Br

Br

RO

background image

 

 

Step 2- 
Propagation

H

Br

+ HBr

Br

Br

Br

+ Br

Step 3 - Termination

Br

Br

Br

2

Br

bR

background image

 

 

2)

+

H

3

CO

2

C

CO

2

CH

3

heat

CO

2

CH

3

CO

2

CH

3

CO

2

CH

3

H

3

CO

2

C

CO

2

CH

3

CO

2

CH

3

+

CO

2

CH

3

CO

2

CH

3

background image

 

 

Spectroscopy

1)      Using the MS and IR spectra attached (1A and 
1B) propose the formula and structure of this 
compound.

 

background image

 

 

MS shows a molecular ion peak at 106 and a M+2 
peak at 108..

So 106-35=71  so 71/12=5 carbons so 71-60=11 
hydrogens so

C

5

H

11

Cl  2(5)+2-11-1=0  

However, there is a carbonyl peak in the IR

background image

 

 

So need to add an oxygen.

-CH

4

  gives C

4

H

7

ClO so 2(4)+2-7-1=2/2=1

So this is taken by the C=O bond.

One more thing, there is no peak at 2750 so no 
aldehyde, our carbonyl is a ketone

O

Cl

O

Cl

O

Cl

The first one can be eliminated because of the 
base peak at 43 in the MS, a loss of 63 accounts 
for the loss of a –C

2

H

4

Cl group.

background image

 

 

2) Using the MS, IR and proton NMR (2A, 2B, 2C) 
propose a possible formula and structure. 

So the molecular ion peak is 165.  Odd number 
means a nitrogen.  165-14=151/12=12 carbons so 
151-144=7 hydrogens

So C

12

H

7

N  2(12)+2-7+1=20/2=10 way to high

So lets take off a C and add 12 Hs  C

11

H

19

N  2(11)+2-

19+1=6/3

Now lets look at the IR.  There is a small peak at 
3243 which tell sus thee is some sort of amine 
present.  Also there is a peak at 1649 and with a 
nitrogen present this tells us there is an amide.Also 
there is a C=C double bond at 1622.

So we need to add an oxygen

-CH4 and Get C

10

H

15

NO so 2(10)+2-15+1=8/2=4

background image

 

 

Alright now looking at the proton NMR we see a 
doublet of doublets in the aromatic region (6 to 
7ppm) which tells that we have a para substituted 
benzene ring.

So the last structure we came up with, , had a DOUS 
of 4.  This only covers the benzene ring so we need 
to ad one more degree for the C=O in the amide.

We know adding an oxygen well take care of this and 
give us 

C

9

H

11

NO

2

  so 2(9)+2-11+1=10/2=5  

O

NH

2

So there are 5 peaks in the proton NMR, two of those 
are the doublet of doublets in the aromatic region and 
another one is the small peak the furthest downfield 
which is the amine proton.  

background image

 

 

So that leaves 2 carbons and 1 oxygen.  And we 
know that there is only the para position on the 
ring to add anything to.  

So lets look at the remaining two peaks in the 
NMR they are both singlets which tells us there 
are no adjacent protons that have an effect.  

This means that they are either attached to an 
oxygen or nitrogen.    

O

NH

2

O

So that only leaves one place to add the other 
carbon.

O

HN

O


Document Outline