A Kémiai Eltolódás a Csatlakoztatott sp3 Keresztez Szénatom

az előző post, beszéltünk arról, hogy az elvek mögött a kémiai eltolódás kezelése kérdések, mint hogy a ppm értékek kiszámítása, miért függetlenek a mágneses térerősség, illetve mi az előnye a nagyobb teljesítményű eszköz.

ma a hangsúly a szerves kémia leggyakoribb funkcionális csoportjaira jellemző kémiai eltolódás meghatározott régióira összpontosít.,

Az alábbiakban az 1H NMR spektrum fő régiói, valamint a protonok ppm értékei meghatározott funkcionális csoportokban:

az energia tengelyt δ (delta) tengelynek nevezzük, az egységeket pedig részenként (ppm) adjuk meg. Leggyakrabban a szerves vegyületek jelterülete 0-12 ppm.

a spektrum jobb oldala az alacsony energiájú régió (upfield), a bal oldal pedig a nagy energiájú régió (downfield)., Ez zavaró terminológia lehet, és korábban beszéltünk annak eredetéről, tehát olvassa el ezt a bejegyzést, ha többet kell tudnia, de feltétlenül emlékeznie kell erre:

Downfield magasabb energiát jelent – a spektrum bal oldala (magasabb ppm)

az Upfield alacsonyabb energiát jelent – a spektrum jobb oldala (alacsonyabb ppm)

kezdjük a protonok kémiai eltolódásával.alkil-c-h csoportok.,

a táblázatban látható, hogy az SP3 hibridizált C – H kötések alkánokban és cikloalkánokban az upfield régióban (árnyékolt, alacsony rezonancia frekvencia) 1-2 ppm tartományban adnak jelet.

az egyetlen csúcs, amely a telített C-H protonok előtt jön, a tetrametilszilán (CH3)4si protonjainak jele, más néven TMS. Ez egy szabványos referenciapont, ahol a jel pontosan 0 ppm-en van beállítva, ezt figyelmen kívül hagyhatja az NMR spektrum elemzésekor., Sok olyan vegyület van, különösen a szerves fémek, amelyek negatív ppm-ben jeleznek, de valószínűleg nem lesz szükségük az egyetemi kurzusokra.

az egyik trend, amelyet itt emlékezni kell, az, hogy a több szubsztituált szénatomhoz kötött protonok magasabb ppm-en rezonálnak:

a protonok második csoportja, amely jelet ad ebben a régióban, heteroatomokhoz kötődik, például oxigénhez és nitrogénhez. Annak ellenére, hogy a jel 1-6 ppm tartományban lehet, általában ennek a spektrumnak a downfield végén van.,

Ez annak köszönhető, hogy ezen atomok nagyobb elektronegativitása húzza az elektronsűrűséget, és deshielding a protonok. Ennek eredményeként jobban ki vannak téve a mágneses térnek, és nagyobb energiasugárzást igényelnek a rezonancia felszívódásához.

az elektron-kivonó csoportok kémiai eltolódásra gyakorolt hatását az alábbi kép szemlélteti:

minél erősebb az elektron-kivonó csoport, annál jobban elhomályosította a szomszédos protonokat, és annál nagyobb a ppm értékük.,

most, 1-6 ppm a heteroatomokon lévő protonok esetében széles körű, és hogy könnyebben felismerjük ezeket a csúcsokat, ne feledje, hogy a hidrogénkötés következtében is szélesebbnek tűnnek.

az O-H és N-H protonok cserélhetők, és ez azért hasznos, mert kétség esetén hozzáadhatunk egy csepp deuterált vizet (D2O), és eltűntethetjük a jelet, mivel a deutérium nem rezonál abban a régióban, ahol a protonok:

más csoportok, amelyek széles, néha deutériumcserélhető jeleket adnak, az aminok, amidok.és tiolokat.,

és még egy dolog, amelyet a jelmegosztásban tárgyalunk, az, hogy az OH jelet nem osztják meg a szomszédos protonok, kivéve, ha a minta nagyon jól megszáradt.

a protonok sp2 hibridizált Karbonokra történő kémiai eltolódása

az alkének protonjai elhomályosítottak, jeleik a telített C-H protonokból a 4-6 ppm tartományban jelennek meg.

ennek két oka van. Először is, az sp2 hibridizált carobs elektronegatívabb, mint az sp3 karbonok, mivel több s karakterük van (33% vs 25% s)., Tehát az sp2 pályák az elektronokat közelebb tartják a maghoz, mint az sp3 pályák, ami kevesebb árnyékolást jelent, ezért a mágneses mező erősebb “érzése” és magasabb rezonancia frekvencia.

a második ok a mágneses anizotrópia nevű jelenség., Amikor a szén–szén kettős kötésű protonokat mágneses mezőbe helyezik, a keringő π elektronok helyi mágneses mezőt hoznak létre, amely növeli az alkalmazott mezőt, ami erősebb nettó mezőt tapasztal, ezért nagyobb frekvencián rezonál:

Ez a hatás kifejezettebb az aromás vegyületekben, amelyek rezonanciája a 7-8 ppm tartományban van. A P-elektronok benzolban való keringését gyűrűáramnak, a protonok pedig további mágneses mezőnek nevezik, amelyet ez a gyűrűáram indukál.,

Érdekes módon, aromás vegyületek belső hydrogens, például, porfirin, -annulene, valamint azok a hydrogens át a gyűrűt árnyékolt által indukált mágneses mező jelenik meg tudományosan a pályára:

A Kémiai Eltolódás a Alkynes

A p elektronok hármas kötelék generál egy helyi mágneses mező ahogy megbeszéltük, az alkének pedig elvárható lenne, hogy a jel több a pályát, mivel a sp szén-több electronegative, mint szénatom sp2.,

azonban a külső alkinek hidrogénjei alacsonyabb frekvencián rezonálnak, mint a vinil-hidrogének 2-3 ppm tartományban.

ennek oka az, hogy az alkénekkel ellentétben a P elektronok indukált mágneses mezője a hármas kötésben ellentétes az alkalmazott mágneses mezővel. Ez a protont árnyékolt környezetbe helyezi, így gyengébb mágneses mezőt érez:

a mágneses anizotrópia ütköző hatásai és az sp hibridizált karbonok magasabb elektronegativitása az acetilénhidrogének jelét az alkánok közé helyezi (1-1.,8 ppm) és alkének (4-6 ppm).,y – Egy Könnyű Bevezető