Spectroscopie RMN ¹H și ¹³C

Deplasări chimice ¹H (ppm)

Tip de H	δ	Tip de H	δ
C–CH alchil	0,9–1,7	H vinilic	4,5–6,5
CH lângă C=O, arom., C=C	2,0–2,7	H aromatic	6,5–8,5
CH–O, CH–N, CH–Hal	3,3–4,5	CHO	9–10
OCH₃ ester/eter	3,3–3,9	COOH	10–13, larg

Deplasări chimice ¹³C (ppm)

Tip de C	δ	Tip de C	δ
alchil sp³	10–40	alchenă, aromatic	110–160
C–O, C–N	50–90	C=O acid, ester, amidă	160–185
alchină	65–90	C=O aldehidă, cetonă	190–220

Câte semnale: simetria decide

Homotope, enantiotopenucleele schimbate de o rotație (homotope) sau de un plan de simetrie (enantiotope) dau un singur semnal
Mișcare rapidărotațiile, inversia scaunului mediază semnalele

Multiplicitate și cuplaje

n vecini echivalen ț i, I = \frac{1}{2} \Rightarrow n + 1 linii

intensități din Pascal: 1:2:1, 1:3:3:1…

2 n I + 1 linii

vecini cu spin I (un D, I = 1: 1:1:1)

Tipare care se recunosc imediat

Etilq (2H) + t (3H)
Izopropilseptet (1H) + d (6H)
tert-butils (9H)
Benzen para-disubstituitcu grupe diferite: două „dublete” de câte 2H, J ≈ 8 Hz
Vinil CH=CH₂fără alți vecini (ca la stiren): trei semnale, fiecare dd

RMN heteronuclear și sateliți

¹⁹F și ³¹PI = ½, 100%: despică semnalele ¹H și ¹³C; ²J(H–F) ≈ 45–60 Hz e mare
Satelițiizotopii rari cu I = ½ dau, în ¹H, un dublet mic de fiecare parte a semnalului central (¹¹⁹Sn 8,58%, ¹¹⁷Sn 7,61%, ¹³C 1,1%)

Formula de start

NE = \frac{2 C + 2 + N - H - X}{2}

nesaturarea echivalentă

integral a ˘ \propto num a ˘ r de H

raport de integrale → formula brută

1.Câte semnale apar în spectrul ¹H RMN al 1-bromo-4-etilbenzenului?
semnale
Axa care trece prin C₁ și C₄ face echivalente perechile de H aromatici.
1. Aromatici: H₂/H₆ și H₃/H₅, deci 2 semnale (sistem de tip para, două „dublete”).
2. CH₂ (q) și CH₃ (t): încă 2 semnale.
3. Total 4.
2.Câte semnale apar în spectrul ¹³C RMN (¹H decuplat) al 1,3,5-trimetilbenzenului?
semnale
Molecula are o axă C₃.
1. Cei 3 C aromatici care poartă CH₃ sunt echivalenți: 1 semnal.
2. Cei 3 C aromatici C–H: 1 semnal. Cele 3 CH₃: 1 semnal.
3. Total 3.
3.Câte semnale dă metilciclohexanul în ¹³C RMN la temperatura camerei?
semnale
Planul de simetrie trece prin C₁, C₄ și CH₃.
1. C₁, C₄ și CH₃ se află în plan: 3 semnale.
2. C₂/C₆ și C₃/C₅ sunt perechi echivalente: 2 semnale.
3. Total 5 (inversia rapidă a scaunului mediază conformerii axial și ecuatorial).
4.Cum arată spectrul ¹H RMN al 1,1,2-tricloroetanului, CHCl₂–CH₂Cl?
un singlet (3H)un triplet (1H) și un dublet (2H)un dublet (1H) și un triplet (2H)un cvartet (1H) și un dublet (2H)
Fiecare grupă vede numărul de H de pe carbonul vecin.
1. CHCl₂ are 2 vecini H: triplet, integrală 1.
2. CH₂Cl are 1 vecin H: dublet, integrală 2.
3. CHCl₂ apare la δ mai mare (doi Cl).
5.Considerând diferiți protonii diastereotopi și semnalul OH separat (fără schimb), câte semnale are butan-2-olul, CH₃–CH(OH)–CH₂–CH₃, în ¹H RMN?
semnale
CH₂ se află lângă un centru stereogen.
1. CH₃ (C₁), CH (C₂), OH, CH₃ (C₄): 4 semnale.
2. Cei doi H ai CH₂ sunt diastereotopi (C₂ e stereogen): 2 semnale.
3. Total 6.
6.În ¹H RMN al 1,1-difluoroetanului, CHF₂–CH₃, din câte linii e format semnalul protonului CHF₂? Constantele ²J(H–F) ≈ 57 Hz și ³J(H–H) ≈ 5 Hz sunt diferite, iar liniile nu se suprapun.
linii
Aplici n + 1 separat pentru fiecare set de vecini, apoi înmulțești.
1. Doi F echivalenți (I = ½): triplet cu J = 57 Hz.
2. Fiecare linie se despică de cei 3 H ai CH₃ într-un cvartet.
3. Triplet de cvartete: 3·4 = 12 linii.
7.În ¹H RMN al (CH₃)₃SnCl semnalul CH₃ are o linie centrală și sateliți ²J(Sn–H) de la ¹¹⁷Sn (7,61%) și ¹¹⁹Sn (8,58%), fiecare un dublet. Consideră că doar acești doi izotopi sunt activi. De câte ori e mai intensă linia centrală decât o linie a dubletului de ¹¹⁹Sn?
Intensitatea e proporțională cu abundența, iar un dublet își împarte intensitatea pe două linii.
1. Linia centrală vine de la moleculele cu Sn inactiv: 100 − 7,61 − 8,58 = 83,81%.
2. O linie a dubletului de ¹¹⁹Sn: 8,58/2 = 4,29%.
3. Raport: 83,81/4,29 = 19,5.
8.Un compus C₈H₁₀O are în ¹H RMN: 7,08 (d, J = 8,5 Hz, 2H), 6,80 (d, J = 8,5 Hz, 2H), 3,78 (s, 3H), 2,29 (s, 3H). Care este compusul?
4-etilfenol4-metilanisol (1-metoxi-4-metilbenzen)2-metilanisolbenzil metil eter
Două dublete de 2H înseamnă benzen para-disubstituit; vezi apoi ce fel de singleți ai.
1. NE = 4: inel benzenic. Două dublete de 2H: substituție para.
2. 3,78 (s, 3H): OCH₃; 2,29 (s, 3H): CH₃ pe inel.
3. 4-etilfenolul ar da q + t și OH; 2-metilanisolul, 4 H aromatici diferiți; benzil metil eterul, 5 H aromatici și CH₂ la 4,4 ppm.