Кратко — комбинация 1H и 13C ЯМР даёт однозначные подсказки; ИК полезен для подтверждения О–Н и С–О, но менее диагностичен для изомеров.
ИК:
- Широкий полосовой пик О–Н: $\sim 3200\text{–}3600{\text{cm}}^{-1}$ (обмен с D2O подтверждает).
- С–O: $\sim 1000\text{–}1260{\text{cm}}^{-1}$ (сдвиги первичных/вторичных алкоголей различаются слабо — не надёжный маркер).
1H ЯМР — ключевые признаки:
- общие: сигнал ОH широкий и перемещается/исчезает при D2O.
1-бутанол (н-бута́нол):
- метильный сигнал (терминальный CH3): тройной пик при $\sim 0.9\text{ppm}$, интеграция $3\text{H}$, $J\sim 7\text{Hz}$.
- внутренние CH2: мультиплеты $\sim 1.2\text{–}1.6\text{ppm}$, по $2\text{H}$ каждый.
- CH2–O (первичный C–O): сигнал $\sim 3.3\text{–}3.7\text{ppm}$, интеграция $2\text{H}$ (триплет/мультиплет).
- Итог: нет дублета для $3\text{H}$ и нет эквивалентных двух метилов — типичный линейный шаблон.
2-бутанол (вторичный алкоголь):
- метил, связанный с хиральным C (CH–OH): двойной сигнал при $\sim 1.0\text{ppm}$, интеграция $3\text{H}$, $J\sim 6\text{–}7\text{Hz}$ — очень характерно (coupling к одному протону CH).
- протон CH–OH: десшфтированный мультиплет $\sim 3.5\text{–}4.5\text{ppm}$, интеграция $1\text{H}$.
- противоположная сторона (CH2–CH3) даёт обычный тройной метил и CH2-мультиплет.
- Итог: наличие двойного метильного сигнала $3\text{H}$ (а не тройного у терминального CH3) и десшфтированный CH–OH — отличает 2‑бутанол.
изобутанол (2‑метил‑1‑пропанол, «изо–бутанол»):
- две эквивалентные метильные группы (на изопропиловом фрагменте): двойной сигнал при $\sim 0.9\text{ppm}$, интеграция $6\text{H}$, $J\sim 6\text{–}7\text{Hz}$ — очень диагностично.
- метин (CH) между двумя метилами: септет/мультиплет $\sim 1.8\text{–}2.2\text{ppm}$, интеграция $1\text{H}$.
- CH2–O (первичный C–O): $\sim 3.3\text{–}3.8\text{ppm}$, интеграция $2\text{H}$.
- Итог: характерный $6\text{H}$ двойной пик и сигналы «isopropyl» легко отличают изобутанол от линейных изомеров.
13C ЯМР — важные и простые отличия:
- позиция углерода, связанного с О:
- для первичного C–O (1‑бутанол и изобутанол, т.е. CH2–O): $\sim 60\text{–}65\text{ppm}$.
- для вторичного C–O (2‑бутанол, C–OH ≡ CH–O): $\sim 68\text{–}72\text{ppm}$ (заметный сдвиг внизполя по сравнению с первичным).
- число сигналов:
- 1‑бутанол — все $4$ углерода несимметричны → $4$ сигнала;
- 2‑бутанол — тоже $4$ сигнала (нет равных групп);
- изобутанол — две метильные группы эквивалентны → только $3$ различных сигнала в 13C (это очень наглядно).
- DEPT позволят различить CH3/CH2/CH: изобутанол даст CH (метин) и эквивалентные CH3 (в сумме $6\text{H}$), 2‑бутанол покажет CH (C–OH) и две разные CH3.
Практические рекомендации:
- сначала посмотреть 13C: наличие $3$ vs $4$ сигналов и положение сигнала C–O ($\sim 60$ против $\sim 70\text{ppm}$) быстро отделит изобутанол и 2‑бутанол от 1‑бутанола.
- затем 1H: поиск $6\text{H}$ двойного пика (изо), $3\text{H}$ двойного (2‑бутанол) или тройного $3\text{H}$ терминального (1‑бутанол) окончательно подтверждает.
Этого набора сигналов обычно достаточно для уверенного различения трёх изомеров.