>C=O exemples

Les halogénures d'acides. R-CO-X.

De formule , leur spectre présente une vibration d'élongation >C=O à fréquence plus élevée que pour un >C=O conjugué. Quant à la vibration \textrm{=C-X}, elle ne présente pas une grande particularité.

Les anhydrides. R-CO-O-CO-R'.

Exemple : les anhydrides

Mis à part les bandes attribuables aux groupements alkyles \textrm R et \textrm{R'}, les anhydrides \textrm{R-CO-O-CO-R'} sont les composés qui se distinguent le mieux de la famille des composés carbonylés.

Ils présentent deux bandes d'élongation >C=O entre 1850 et 1725 \textrm{cm}^{-1} séparés par environ 65 \textrm{cm}^{-1} (0,2 \mu\textrm m). La conjugaison du >C=O, cas par exemple des anhydrides aromatiques, entraîne un glissement des bandes vers des fréquences plus basses. La bande de fréquence basse est moins intense pour les anhydrides linéaires. C 'est l'inverse pour les anhydrides cycliques. Accompagnant ces deux élongations >C=O, l'élongation \textrm{=C-O-C=} donne une bande intense entre 1250 et 1000 \textrm{cm}^{-1}.

Les esters R-COO-R', les lactones

Exemple : les esters, les lactones

Mis à part les bandes attribuables aux groupes alkyles \textrm R et \textrm{R'}, les esters présentent une bande d'élongation >C=O vers 1740 \textrm{cm}^{-1} (1), plus basse s'il y a conjugaison (2), nettement plus haute 1885-1820 \textrm{cm}^{-1} s'il s'agit de lactones (3). Les élongations \textrm{=C-O} et \textrm{C-O} se situent entre 1250 et 1000 \textrm{cm}^{-1}.

Notez que :

  • pour les formiates, \textrm{H-COO-R}, la bande \textrm{=C-O} est à 1180 \textrm{cm}^{-1},

  • pour les acétates, \textrm{CH3-COO-R}, la bande \textrm{=C-O} est à 1250 \textrm{cm}^{-1}.

Ces fréquences sont très caractéristiques pour ces familles d'esters.

Familles d'esters

Dans le cas des lactones, selon les valeurs de n : 1, 2, ... la vibration d'élongation de >C=O vers 1885-1820 \textrm{cm}^{-1} est élevée pour n = 1 (cycle tendu), moins grande pour n = 2 et redevient "normale" à partir d'un cycle à 6 chaînons.

Les acides R-COO-R'.

Exemple des acides

Mis à part les bandes attribuables au groupe alkyle R les acides présentent une bande d'élongation >C=O très intense vers 1760  \textrm{cm}^{-1} pour la forme monomère, vers 1710 \textrm{cm}^{-1} pour la forme dimère.

La forme dimère est habituellement observée (pour les acides en solution). Par rapport aux autres composés carbonylés, la conjugaison affecte nettement moins la fréquence du >C=O . Les acides sont très FACILEMENT reconnaissables à cause de la bande d'élongation \textrm{O-H}, véritable "patate" due aux liaisons hydrogènes, située entre 3340 et 2500 \textrm{cm}^{-1}.

La bande d'élongation \textrm{=C-O} apparaît vers 1250  \textrm{cm}^{-1}.Son intensité est du même ordre de grandeur que celle de la bande \textrm{OH}. On observe une bande de déformation \textrm{OH} d'intensité moyenne vers 950-910 \textrm{cm}^{-1}.Une autre bande de déformation \textrm{OH} se trouve vers 1430  \textrm{cm}^{-1} mais elle est souvent noyée dans les bandes de déformations des \textrm{-CH}_2\textrm-.

Les aldéhydes R-CHO.

Exemple : les aldéhydes

Mis à part les bandes attribuables au groupe alkyle R, les aldéhydes présentent une bande d'élongation >C=O vers 1725  \textrm{cm}^{-1} (1),plus basse s'il y a conjugaison (2). L'hydrogène attaché au carbonyle présente deux bandes d'absorption vers 2900-2800 et 2800-2700 \textrm{cm}^{-1}. La première bande peut être masquée par les bandes des \textrm{C-H} aliphatiques mais elle est parfois très distincte.

C'est le cas par exemple pour les aldéhydes aromatiques tels que les dérivés du benzaldéhyde. Ce dédoublement de la bande d'élongation \textrm{C-H} est due à une interaction antre la vibration d'élongation et l'harmonique de la déformation située vers 1400  \textrm{cm}^{-1}, cette interaction est dite « résonance de Fermi ».

Retenez que cette « seconde » bande est parfois bien visible ! La présence de la bande vers 2740  \textrm{cm}^{-1}, fine et d'intensité moyenne, constitue une empreinte de la présence d'une fonction aldéhyde.

Les cétones R-CO-R'.

Exemple : les cétones

Mis à part les bandes attribuables aux groupes alkyles R et R', les cétones donnent une bande d'élongation >C=O qui se situe en général vers 1710  \textrm{cm}^{-1}. Cette fréquence diminue par effet de conjugaison (2) alors qu'elle augmente pour les cétones à petits cycles (3) de taille inférieure à 6 chaînons.

De tous les composés carbonylés que nous avons vu, les cétones sont les moins faciles à détecter.

Ce n'est qu'en ayant éliminé les autres fonctions carbonylées : aldéhyde, acides, esters, anhydrides, etc, que le choix de l'attribution du carbonyle à une cétone pourra être arrêté.

Un cas particulier est à retenir : celui des \beta-dicétones qui existent sous forme céto-énolique et donnent un spectre très caractéristique quand on observe le phénomène de chélation.

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Phénomène de chélation