UNIVERSITI SAINS MALAYSIA

Pusat Pengajian Sains Kimia

KOT 222 : Kimia Organik II

Jawapan Ujian Pertama

---

Jawab semua soalan di dalam kertas soalan ini. Gunakan kertas tambahan jika perlu.

1. Pertimbangkan molekul di bawah;

(a) Spektrum IR memberikan beberapa jalur getaran bagi struktur ini. Senaraikan lima jalur utama yang sesuai dengan struktur ini dan nyatakan jenis getaran yang menerbitkannya.

Banyak jalur yang boleh disenaraikan berdasarkan struktur di atas.

1. Peregangan O – H pada 3300 – 3600 cm^-1

2. Peregangan C – H aromatik pada 3050 cm^-1 (lebih dari 3000 cm^-1)

3. Peregangan C – H alifatik pada 2970 cm^-1 (kurang dari 3000 cm^-1)

4. Peregangan C = C aromatik pada 1600 dan 1500 cm^-1 (bukan olefin pada 1650 cm^-1)

5. Peregangan C – O pada persekiran 1300 - 1050 cm^-1

6. Peregangan C – C pada 1250 - 1000 cm^-1

7. Banyak lagi jalur pembengkokan terutama bagi C – H dalam gelang aromatik pada kurang dari 1000 cm^-1

8. Diterima juga jalur-jalur overton pembengkokan C – H aromatik pada daerah 1600 – 2000 cm^-1.

(b) Berdasarkan struktur di atas, lakarkan spektrum ¹H-nmr bagi sebatian ini. Pastikan bahawa anjakan kimia dan polar pecahan signal dalam anggaran yang tepat. Anjakan kimia bagi kumpulan alkohol (OH) adalah pada d ~3.2 ppm.

(c) Anjakan kimia bagi kumpulan alkohol sebatian di atas ada lah pada d ~3.2 ppm. Terangkan apa yang terjadi pada puncak signal ini jika beberapa titis air berat di tambah ke dalam sampel. Beri penjelasan mengapa iniberlaku.

Puncak signal bagi hidrogen dalam kumpulan alkohon tersebut (OH) akan hilang apabila beberapa titis air berat D₂O ditambah ke dalam sampel. Ini disebebkan berlakunya tertukaran antara H (dalam OH) dengan D (dalam D₂O) dalam molekul tersebut.

---

2. Jelaskan bagaimana pasangan sebatian berikut boleh di bezajelaskan melalui kaedah spektroskopi yang dinyatakan.

(30 markah)

Soalan sebegini memerlukan perkiraan lmaks untuk membezakan kedua-dua struktur.

Struktur (I) Nilai asas homoanular = 253 Ikatan gandadua tambahan berkonjugat (2 x 30) = 60 Diena konjugat homoanular tambahan (1 x 39) = 39 Alkil dan baki gelang ( 6 x 5) = 30 Penukarganti berkutub OH (sama dengan OR) = 6 lmaks (kiraan) = 388 nm

Struktur (II) Nilai asas homoanular = 253 Ikatan gandadua tambahan berkonjugat (2 x 30) = 60 Alkil dan baki gelang ( 4 x 5) = 20 Ikatan gandadua eksosiklik (2 x 5) = 10 Penukarganti berkutub OH (sama dengan OR) = 6 lmaks (kiraan) = 249 nm

Perbezaan dua isomer geometri (cis dan trans) hanya dapat dilihat dari nilai malar pengkupelan antara proton olefin masing-masing. Nilai malar pengkupelan antara proton trans adalah kira-kira 17 Hz manakala di antara proton-proton cis ialah kira-kira 10 Hz.

Perbezaan yang ketara adalah puncak-puncak yang terbit hasil dari penyusunan semula McLafferty yang berbeza di antara struktur (V) dan (VI). Lihat struktur penyusunan semula McLafferty berikut:

---

3. Tentukan struktur sebatian sebatian berikut berdasarkan data spektrum ¹H-nmr masing-masing.

(20 markah)

(a) Sebatian VII (Formula: C₄H₇BrO) : d (ppm) 2.11 (3H, s); 3.52 (2H, t); 4.40 (2H, t).

(b) Sebatian VIII (Formula: C₁₀H₁₂O₃) : d (ppm) 1.35 (3H, t); 3.83 ( 2H, s); 4.34 ( 2H, q);

6.92 (2H, d); 8.02 (2H, d).

(c) Sebatian IX (Formula: C₁₀H₁₄) : d (ppm) 1.30 (9H, s); 7.28 (5H, s).

(d) Sebatian X (Formula: C₉H₁₁Br) : d (ppm) 2.15 (2H, kuintet); 2.75 (2H, t); 3.38 (2H, t);

7.22 (5H, s)

4. Tentukan struktur sebatian ini berdasarkan data-data spektrum nya di bawah.

FORMULA : C₅H₉O₂N

Gunakan pendekatan 7 langkah yang telah dibincangkan di dalam kuliah;

1. Langkah 1 : Formula telah diberi ia itu C₅H₉O₂N

2. Langkah 2 : Tentukan nombor ketaktepuan

U.N. = 5 – 0.5 (9) + 0.5 (1) + 1 = 2

Oleh itu, mungkin ada 1 ikatan ganda tiga atau 2 ikatan gandadua, atau 1 gelang dan satu ikatan gandadua atau dua gelang.

3. Senaraikan kumpulan-kumpulan kecil

dari nmr : -CH₃ , -CH₂- , dan dua -CH₂- yang simetri.

Dari IR : C=O

Baki dari formula : N dan satu lagi -O-

4. Kumpulkan menjadi kumpulan lebih besar

CH₃CH₂- , C=O , -O- dan –N(CH₂)₂ (dalam bentuk gelang tiga segi)

5. Lukis semua struktur yang mungkin;

6. Pilih struktur yang mungkin melalui proses eliminasi

Struktur A lebih tepat kerana puncak kuartet bagi kumpulan CH₂ di sebelah kumpulan metil (CH₃) berada pada anjakan kimia 4 ppm menunjukkan ianya berada di sebelah atom oksigen dan bukan di sebelah kumpulan karbonil.

7. Konfirm struktur yang dipilih. Gunakan spektrum jisim.

---

Sekian, selamat maju jaya.

---