en el post anterior, hablamos sobre los principios detrás del desplazamiento químico abordando preguntas como cómo se calculan los valores de ppm, por qué son independientes de la intensidad del campo magnético y cuál es el beneficio de usar un instrumento más potente.
hoy, el enfoque se centrará en regiones específicas de las características de cambio químico para los grupos funcionales más comunes en Química Orgánica.,
a continuación se muestran las principales regiones en el espectro de RMN de 1H y los valores de ppm para protones en grupos funcionales específicos:
El eje de energía se denomina eje δ (delta) y las unidades se dan en parte por millón (ppm). Muy a menudo el área de señal para compuestos orgánicos oscila entre 0-12 ppm.
el lado derecho del espectro es la región de baja energía (upfield) y el lado izquierdo es la región de alta energía (downfield)., Esto podría ser una terminología confusa y hablamos sobre su origen en anterior, así que lea ese post si necesita saber más, pero definitivamente necesita recordar que:
Downfield significa mayor energía – lado izquierdo del espectro (ppm más alto)
Upfield significa menor energía – lado derecho del espectro (ppm más bajo)
comencemos con el desplazamiento químico de protones de grupos alquilo C-H.,
Podemos ver en la tabla que SP3 hibridó enlaces C – H en alcanos y cicloalcanos dan señal en la región upfield (blindado, baja frecuencia de resonancia) en el rango de 1-2 ppm.
el único pico que viene antes de los protones saturados C-H es la señal de los protones de tetrametilsilano, (CH3)4Si, también llamado TMS. Este es un punto de referencia estándar con la señal establecida exactamente en 0 ppm y puede ignorarlo al analizar un espectro de RMN., Hay una gran cantidad de compuestos especialmente organometálicos que dan señal en ppm negativo, pero probablemente no los necesitará en cursos de pregrado.
una tendencia a recordar aquí es que los protones Unidos a átomos de carbono más sustituidos resuenan a mayor ppm:
el segundo grupo de protones que dan señal en esta región son los que se unen a heteroátomos como el oxígeno y el nitrógeno. Y a pesar de que la señal puede estar en el rango de 1-6 ppm, por lo general está en el extremo inferior de este espectro.,
esto se debe a la mayor electronegatividad de esos átomos que tiran de la densidad electrónica y deshieldan los protones. Como resultado, están más expuestos al campo magnético y requieren una mayor radiación de energía para la absorción de resonancia.
el efecto de los grupos de retiro de electrones en el desplazamiento químico puede ser visualizado por la siguiente imagen:
cuanto más fuerte sea el grupo de retiro de electrones, más deshielados serán los protones adyacentes y mayor será su valor de ppm.,
ahora, 1-6 ppm para protones en heteroátomos es un rango amplio y para reconocer estos picos más fácilmente, tenga en cuenta que también parecen más amplios como resultado de la Unión de hidrógeno.
los protones O-H y N-H son intercambiables, y esta característica es útil porque en caso de duda, puede agregar una gota de agua deuterada (D2O) y hacer que la señal desaparezca ya que el deuterio no resuena en la región donde lo hacen los protones:
otros grupos que dan señales amplias, y a veces, intercambiables de deuterio son las aminas, amidas y tioles.,
y una cosa más, que discutiremos en la división de la señal, es que la señal OH no se divide por protones adyacentes a menos que la muestra esté muy bien seca.
el desplazamiento químico de protones en carbonos hibridados sp2
los protones de alquenos están deshielados y sus señales aparecen en el campo descendente de los protones saturados C-H en el rango de 4-6 ppm.
Hay dos razones para esto. En primer lugar, las algarrobas hibridadas sp2 son más electronegativas que los carbones sp3 ya que tienen más carácter s (33% vs 25% s)., Por lo tanto, los orbitales sp2 mantienen los electrones más cerca del núcleo que los orbitales sp3 lo que significa menos blindaje, por lo tanto una «sensación» más fuerte del campo magnético y una frecuencia de resonancia más alta.
la segunda razón es un fenómeno llamado anisotropía magnética., Cuando los protones en el doble enlace carbono–carbono se colocan en un campo magnético, los electrones π circulantes crean un campo magnético local que se suma al campo aplicado, lo que hace que experimenten un campo neto más fuerte y, por lo tanto, resuenan a una frecuencia más alta:
Este efecto es más pronunciado en compuestos aromáticos que tienen resonancia en el rango de 7 a 8 ppm. La circulación de los electrones p en el benceno se llama una corriente de anillo y el campo magnético adicional de conveniencia de protones que es inducido por esta corriente de anillo.,
curiosamente, los compuestos aromáticos con hidrógenos internos como, por ejemplo, las porfirinas, -anuleno y los que tienen hidrógenos sobre el anillo están protegidos por el campo magnético inducido y aparecen científicamente upfield:
el desplazamiento químico de alquinos
Los electrones p de un enlace triple generan un campo magnético local tal y como discutimos para alquenos y uno esperaría ver su señal más downfield ya que el carbono SP es más electronegativo que los carbonos SP2.,
sin embargo, los hidrógenos de los alquinos externos resuenan a una frecuencia más baja que los hidrógenos vinílicos en el rango de 2-3 ppm.
la razón es que, a diferencia de los alquenos, el campo magnético inducido de los electrones p en el enlace triple es opuesto al campo magnético aplicado. Esto coloca al protón en un entorno protegido y por lo tanto siente un campo magnético más débil:
los efectos conflictivos de la anisotropía magnética y la mayor electronegatividad de los carbonos hibridados sp ponen la señal de hidrógenos acetilénicos entre alcanos (1-1.,8 ppm) y alquenos (4-6 ppm).,y – una introducción fácil
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