le décalage chimique des carbones hybrides connectés à sp3

dans le post précédent, nous avons parlé des principes derrière le décalage chimique en abordant des questions telles que la façon dont les valeurs ppm sont calculées, pourquoi elles sont indépendantes de l’intensité du champ magnétique, et quel est l’avantage

Aujourd’hui, l’accent sera mis sur des régions spécifiques de déplacement chimique caractéristiques des groupes fonctionnels les plus courants en chimie organique.,

Voici les principales régions du spectre RMN du 1H et les valeurs ppm pour les protons dans des groupes fonctionnels spécifiques:

l’axe énergétique est appelé axe δ (delta) et les unités sont données en partie par million (ppm). Le plus souvent, la zone de signal pour les composés organiques varie de 0 à 12 ppm.

le côté droit du spectre est la région de basse énergie (champ ascendant) et le côté gauche est la région de haute énergie (champ descendant)., Cela pourrait être une terminologie confuse et nous avons parlé de son origine plus tôt, alors lisez ce post si vous avez besoin d’en savoir plus, mais vous devez certainement vous rappeler que:

Downfield signifie plus d’énergie – côté gauche du spectre (ppm supérieur)

Upfield signifie plus d’énergie – côté droit du spectre (ppm inférieur)

commençons par le groupes alkyle C-H.,

Nous pouvons voir dans le tableau que les liaisons C – H hybridées sp3 dans les alcanes et les cycloalcanes donnent un signal dans la région upfield (blindé, faible fréquence de résonance) dans la plage de 1-2 ppm.

le seul pic qui précède les protons C-H saturés est le signal des protons du tétraméthylsilane, (CH3)4SI, également appelé TMS. Il s’agit d’un point de référence standard avec le signal réglé exactement à 0 ppm et vous pouvez l’ignorer lors de l’analyse d’un spectre RMN., Il y a beaucoup de composés en particulier organométalliques qui donnent un signal à ppm négatif, mais vous n’aurez probablement pas besoin de ceux dans les cours de premier cycle.

une tendance à retenir ici est que les protons liés à des atomes de carbone plus substitués résonnent à des ppm plus élevés:

le deuxième groupe de protons donnant un signal dans cette région est celui lié à des hétéroatomes tels que l’oxygène et l’azote. Et même si le signal peut être compris entre 1 et 6 ppm, il se trouve généralement à l’extrémité du champ inférieur de ce spectre.,

Ceci est dû à l’électronégativité plus élevée de ces atomes tirant la densité électronique et desserrant les protons. En conséquence, ils sont plus exposés au champ magnétique et nécessitent un rayonnement d’énergie plus élevée pour l’absorption de résonance.

l’effet des groupes de retrait d’électrons sur le déplacement chimique peut être visualisé par l’image ci-dessous:

plus le groupe de retrait d’électrons est fort, plus les protons adjacents sont desserrés et plus leur valeur ppm est élevée.,

maintenant, 1-6 ppm pour les protons sur les hétéroatomes est une large gamme et pour reconnaître ces pics plus facilement, gardez à l’esprit qu’ils semblent également plus larges à la suite de la liaison hydrogène.

les protons O-H et N-H sont échangeables, ce qui est pratique car en cas de doute, vous pouvez ajouter une goutte d’eau deutériée (D2O) et faire disparaître le signal car le deutérium ne résonne pas dans la région où les protons le font:

mides et thiols.,

et une autre chose, dont nous discuterons dans la division du signal, est que le signal OH n’est pas divisé par des protons adjacents à moins que l’échantillon ne soit très bien séché.

le déplacement chimique des Protons sur les carbones hybridés sp2

les protons des alcènes sont deshielded et leurs signaux apparaissent en bas du champ à partir des protons C-H saturés dans la gamme 4-6 ppm.

Il y a deux raisons à cela. Premièrement, les carobes hybrides sp2 sont plus électronégatifs que les carbones sp3 car ils ont plus de caractère s (33% vs 25% s)., Ainsi, les orbitales sp2 maintiennent les électrons plus près du noyau que les orbitales sp3, ce qui signifie moins de blindage, donc une « sensation” plus forte du champ magnétique et une fréquence de résonance plus élevée.

la deuxième raison est un phénomène appelé anisotropie magnétique., Lorsque des protons sur une double liaison carbone-carbone sont placés dans un champ magnétique, les électrons π en circulation créent un champ magnétique local qui s’ajoute au champ appliqué, ce qui les fait ressentir un champ net plus fort et donc résonner à une fréquence plus élevée:

cet effet est plus prononcé dans les composés aromatiques dont la résonance est comprise entre 7 et 8 ppm. La circulation des électrons p dans le benzène s’appelle un courant annulaire et l’opportunité des protons un champ magnétique supplémentaire qui est induit par ce courant annulaire.,

fait intéressant, les composés aromatiques avec des hydrogènes internes tels que, par exemple, les porphyrines, l’annulène et ceux avec des hydrogènes sur le cycle sont protégés par le champ magnétique induit et apparaissent scientifiquement en amont:

le déplacement chimique des alcynes

Les électrons p d’une liaison triple génèrent un champ magnétique local et on s’attendrait à voir leur signal plus bas car le carbone SP est plus électronégatif que les carbones SP2.,

cependant, les hydrogènes des alcynes externes résonnent à une fréquence inférieure à celle des hydrogènes vinyliques à 2-3 ppm.

la raison en est que, contrairement aux alcènes, le champ magnétique induit des électrons p dans la triple liaison est opposé au champ magnétique appliqué. Cela place le proton dans un environnement protégé et donc il ressent un champ magnétique plus faible:

Les effets contradictoires de l’anisotropie magnétique et de l’électronégativité plus élevée des carbones hybridés sp placent le signal des hydrogènes acétyléniques entre les alcanes (1-1.,8 ppm) et des alcènes (4-6 ppm).,y – une Introduction facile