V předchozím příspěvku jsme si povídali o principy chemického posunu řešení otázky, jako jak na ppm hodnoty jsou vypočteny, proč jsou nezávislé na magnetické pole sílu, a co je výhodou použití více mocný nástroj.
dnes se zaměří na specifické oblasti chemického posunu charakteristické pro nejběžnější funkční skupiny v organické chemii.,
Níže jsou hlavní regiony v 1H NMR spektra a hodnoty ppm pro protony ve specifických funkčních skupin:
energetické osy se nazývá δ (delta) osy a jednotky jsou uvedeny v části na milion (ppm). Nejčastěji se oblast signálu pro organické sloučeniny pohybuje od 0 do 12 ppm.
pravá strana spektra je oblast s nízkou energií (upfield) a levá strana je oblast s vysokou energií (downfield)., To může být matoucí terminologie a mluvili jsme o jeho původu v starší, tak si přečtěte, že post, pokud potřebujete vědět více, ale určitě je třeba si uvědomit, že:
Hřiště znamená vyšší energie, na levé straně spektra (vyšší ppm)
Upfield znamená nižší energie – pravá strana spektra (nižší ppm)
Pojďme začít s chemický posun protonů alkyl C-H skupin.,
v tabulce vidíme, že SP3 hybridizované vazby C-H v alkanech a cykloalkanech dávají signál v oblasti upfield (stíněná, nízká rezonanční frekvence) v rozmezí 1-2 ppm.
jediným vrcholem, který přichází před nasycenými protony C-H, je signál protonů tetramethylsilanu (CH3)4SI, nazývaný také TMS. Jedná se o standardní referenční bod se signálem nastaveným přesně na 0 ppm a můžete jej ignorovat při analýze spektra NMR., Existuje mnoho sloučenin, zejména organometalics, které dávají signál na negativní ppm, ale pravděpodobně nebudete potřebovat ty v bakalářských kurzech.
Jeden trend na paměti, je, že protony vázané na více substituovaný atomy uhlíku rezonovat na vyšší ppm:
druhá skupina protonů dává signál v této oblasti je na nich vázaných na heteroatomy, jako jsou kyslík a dusík. A i když signál může být v rozmezí od 1-6 ppm, je obvykle na konci tohoto spektra.,
to je způsobeno vyšší elektronegativitou těchto atomů, které táhnou elektronovou hustotu a deshielding protony. Výsledkem je, že jsou více vystaveny magnetickému poli a vyžadují vyšší energetické záření pro rezonanční absorpci.
efekt elektron-zrušení skupiny na chemickém posunu mohou být zobrazeny na obrázku níže:
silnější elektron-zrušení skupiny, více deshielded sousedních protonů a jejich vyšší ppm hodnota.,
nyní je 1-6 ppm pro protony na heteroatomech širokým rozsahem a pro snazší rozpoznání těchto vrcholů mějte na paměti, že se také objevují širší v důsledku vodíkové vazby.
O-H a N-H protony jsou vyměnitelné, a to je užitečná funkce, protože v případě pochybností, můžete přidat kapku deuterované vody (D2O) a signál zmizí, protože deuterium není rezonovat v regionu, kde se protony udělat:
Jiné skupiny, které dávají široký, a někdy, deuterium-vyměnitelné signály jsou aminy, amidy, a thioly.,
a ještě jedna věc, o které budeme diskutovat v rozdělení signálu, je to, že OH signál není rozdělen sousedními protony, pokud není vzorek velmi dobře vysušen.
Chemický Posun Protonů na sp2 Hybridizované Uhlíky
protony alkenů jsou deshielded a jejich signály se zobrazí v poli od nasycených C-H protonů v 4-6 ppm rozsah.
existují dva důvody. Za prvé, sp2 hybridizované knoflíky jsou více elektronegativní než uhlíky sp3, protože mají více znaků s (33% vs 25% s)., Takže SP2 orbitaly drží elektrony blíže k jádru než SP3 orbitaly, což znamená méně stínění, proto silnější „pocit“ magnetického pole a vyšší rezonanční frekvenci.
druhým důvodem je jev zvaný magnetická anizotropie., Když se protony na uhlík–uhlík dvojné vazby jsou umístěny v magnetickém poli, cirkulující π elektrony vytvořit lokální magnetické pole, které přidá do aplikované pole, které způsobí, že je zážitek silnější čisté oblasti, a proto rezonovat na vyšší frekvence:
Tento efekt je výraznější u aromatických sloučenin, které mají ohlas v rozmezí od 7 do 8 ppm. Oběh p elektronů v benzenu se nazývá prsten aktuální a protony účelnost dodatečné magnetické pole, které je vyvolané tento prsten aktuální.,
Zajímavé je, že aromatické sloučeniny s vnitřní vodíky, jako jsou, například, porfyriny, -annulene a ty s vodíky na kruhu jsou stíněné tím, že indukované magnetické pole a objeví se vědecky upfield:
Chemický Posun Alkynů
p elektrony triple bond generovat lokální magnetické pole, tak jak jsme se domluvili na alkenů a jeden by očekávat, že vidět jejich signál více downfield od sp uhlík je více elektronegativní než sp2 uhlíků.,
hydrogeny vnějších alkynů však rezonují při nižší frekvenci než vinylové hydrogeny v rozmezí 2-3 ppm.
důvodem je to, že na rozdíl od alkenů je indukované magnetické pole p elektronů v trojné vazbě opačné k aplikovanému magnetickému poli. To staví proton ve stíněné prostředí, a tím je to slabší magnetické pole:
protichůdné efekty magnetické anizotropie a vyšší elektronegativitě sp hybridizované uhlíky dává signál acetylenic vodíky mezi alkany (1-1.,8 ppm) a alkeny (4-6 ppm).,y – Snadný Úvod
Napsat komentář