ЯМР спектроскопия
ЯМР спектроскопия
ЯМР спектроскопия
ЯМР спектроскопия
ЯМР спектроскопия
ЯМР спектроскопия
ЯМР спектроскопия
ЯМР спектроскопия
ЯМР спектроскопия
ЯМР спектроскопия
ЯМР спектроскопия
ЯМР спектроскопия
ЯМР спектроскопия
ЯМР спектроскопия
ЯМР спектроскопия
ЯМР спектроскопия
ЯМР спектроскопия
ЯМР спектроскопия
ЯМР спектроскопия
ЯМР спектроскопия
ЯМР спектроскопия
ЯМР спектроскопия
ЯМР спектроскопия
ЯМР спектроскопия
ЯМР спектроскопия
ЯМР спектроскопия
ЯМР спектроскопия
ЯМР спектроскопия
ЯМР спектроскопия
ЯМР спектроскопия
ЯМР спектроскопия
ЯМР спектроскопия
ЯМР спектроскопия
ЯМР спектроскопия
ЯМР спектроскопия
ЯМР спектроскопия
ЯМР спектроскопия
ЯМР спектроскопия
ЯМР спектроскопия
ЯМР спектроскопия
ЯМР спектроскопия
ЯМР спектроскопия
ЯМР спектроскопия
ЯМР спектроскопия
ЯМР спектроскопия
ЯМР спектроскопия
ЯМР спектроскопия
ЯМР спектроскопия
ЯМР спектроскопия
ЯМР спектроскопия
ЯМР спектроскопия
ЯМР спектроскопия
ЯМР спектроскопия
ЯМР спектроскопия
ЯМР спектроскопия
ЯМР спектроскопия
ЯМР спектроскопия
ЯМР спектроскопия
ЯМР спектроскопия
ЯМР спектроскопия
ЯМР спектроскопия
14.36M
Category: physicsphysics

Lec9

1.

Федоров Сергей Владимирович
Инструментальные методы
исследования органических
веществ

2.

Спектроскопические методы –
ЯМР (часть 3)

3. ЯМР спектроскопия

Из спектров ЯМР получают три главных параметра,
позволяющих определять строение молекулы:
• химический сдвиг
• мультиплетность – КССВ
• интегральную интенсивность
Факторы, влияющие на величину химического сдвига
• Индуктивный эффект заместителей
• Анизатропный эффект
Измерение интегральных интенсивностей сигналов позволяет использовать
спектроскопию ПМР для определения числа протонов, вызывающих
данный сигнал и количественного определения состава смесей
органических веществ.

4. ЯМР спектроскопия

СН3–СН2–ОН
Спектр ЯМР низкого разрешения
Спектр ЯМР высокого разрешения
Спектр ЯМР высокого разрешения
(реальный)

5. ЯМР спектроскопия

Химический сдвиг и КССВ
Локальная среда влияет
на магнитное поле,
которое испытывают
протоны, то есть
магнитное поле,
испытываемое
конкретным протоном в
молекуле, изменяется
полем соседних атомов.
Величина химических
сдвигов, зависит от
наличия в молекуле
электроотрицательных
атомов, например, таких
как атом кислорода.

6. ЯМР спектроскопия

Химический сдвиг и КССВ

7. ЯМР спектроскопия

Химический сдвиг
Насыщенные группы
Алканы
C
Химический сдвиг, м.д.
0,8 – 1,6
H
1,6 – 1,9
CH3
X
CH3
2,2 – 2,5

8. ЯМР спектроскопия

Химический сдвиг
Насыщенные группы
Химический сдвиг, м.д.
O
2,0 – 2,5
R
CH3
N
2,2 – 2,6
CH3
R
O
CH3
O
3,2 – 4,0
3,6 – 4,1
R
O
CH3

9. ЯМР спектроскопия

Химический сдвиг
Ненасыщенные группы
H
Химический сдвиг, м.д.
1,8 – 3,0
4,5 – 7,0
H
X
H
7,0 – 9,0

10. ЯМР спектроскопия

Химический сдвиг
Химический сдвиг, м.д.
Функциональные группы
R
O
H
3,0 – 6,0
X
6,0 – 8,0
O
H
H
R
2,0 – 4,0
N
O
H
7,0 – 8,0
R
O
NH2
9,0 – 11,0
R
H
O
10,0 – 13,0
R
O
H

11. ЯМР спектроскопия

Некоторые константы спин-спинового взаимодействия
Геминальные КССВ, Гц
H
H
C sp3
C sp2
J = 12 – 18
2
J=2–3
2
H
H
Вицинальные КССВ, Гц
H
C
C sp3
J=5–9
3
C sp3
H
C
H
J=4–8
3
C
H

12. ЯМР спектроскопия

Некоторые константы спин-спинового взаимодействия
Вицинальные КССВ, Гц
Вицинальная константа 3J зависит от
диэдрального (торсионного) угла .
H
Кривая Карплуса-Конроя
Зависимость 3J от угла
H
C
H
C
C
J180 > 3J0
3
H
J = А + В·cos + C·cos2
3
А = 4,22, В = –0,5 и С = 4,5

13. ЯМР спектроскопия

Некоторые константы спин-спинового взаимодействия
Вицинальные КССВ, Гц
Вицинальная константа 3J зависит от диэдрального угла .
H
C
C
H
C
H
Jцис = 8 – 12
3
= 0°
C
H
<
Jтранс = 10 – 18
3
= 180°
Электроотрицательные заместители понижают значения 3J

14. ЯМР спектроскопия

Некоторые константы спин-спинового взаимодействия
КССВ в ароматических системах, Гц
J1-2 = 8
3
H1
R
1
J1-2 = 6 – 10
3
H2
J1-3 = 1 – 4
4
J1-4 = 0.5
5
J1-3 = 2
4
R2
H3
H4
J1-4 = 0 – 1.5
5

15. ЯМР спектроскопия

Спин-спиновое взаимодействие
синглет (с., s) дублет (д., d) триплет (т., t)
Число
Мультиплетность
эквивалентных
сигнала
ядер
0
Синглет
1
Дублет
2
Триплет
3
Квадруплет
4
Квинтет (пентет)
5
Секстет
квартет (кв., q) дублет-дублетов
Интенсивность линий в
мультиплете
1
1
1
1
1
1
2
3
4
5
1
1
3
6
10 10
1
4
1
5
1

16. ЯМР спектроскопия

Спиновые системы
Спиновой системой называется система
взаимодействующих между собой протонов.
из
двух
или
более
Молекула органического соединения может содержать несколько спиновых
систем.
Ядра в спиновой системе обозначаются
заглавными буквами алфавита, а число
эквивалентых протонов возле этого ядра
– цифрами внизу.
Если разность химических сдвигов ( )
взаимодействующих протонов ( Н1 – Н2),
выраженная в герцах ( 1 и 2), в шесть и более
раз превышает константу их спин-спинового
взаимодействия
(J),
то
такие
протоны
обозначаются далеко отстоящими буквами
алфавита (АХ, А2Х, АМХ и т.д.)
А2Х3
А
А2
J
1
Н
1
X
X3
J
2
Н
2

17. ЯМР спектроскопия

Классификация двухспиновых систем
Система АХ
А
C
HA H X
HA
C
HX
X
2Н4
CH3
H3
Н1
H4
H2
H3C
НА
НX
дублет
дублет
H4
H1
COOH
JAX
3-(3,5-диметилфенил)
акриловая кислота
Н3
Н2
дублет
JXA
дублет
JAX
C
C

18. ЯМР спектроскопия

JAX
ЯМР спектроскопия
HA
H3CO
OCH3
Классификация двухспиновых систем
HX
Система АХ2
C
C
HA H X
А
JAX
HX
HX
1,2-бис(3,5-диметокси
фенил)ацетилен
X
H3CO
JAX
2НX
НА
НX
триплет
дублет
дублет
OCH3
НA
триплет

19. ЯМР спектроскопия

Классификация двухспиновых систем
HX
Система АХ3
C
C
HA H X
А
-бромпропионовая
кислота
HX
Br
O
C
X
HO
JAX
1,83
ЯМР спектроскопия
C
( CH3)X
HA
JAX
JAX
JAX
4,39
CH3
1НA
НА
НX
квартет
дублет
квартет
3НX
дублет

20. ЯМР спектроскопия

Классификация двухспиновых систем
Система А2Х2
R
R'
HA C
C
JAX
HX
A(H2C )
HA H X
А
O
X
( CH2)X
хлорэтанол
Cl
H
JAX
JAX
НА
НX
триплет
триплет
CH2
CH2
2НA
2НX
триплет
триплет

21. ЯМР спектроскопия

Классификация двухспиновых систем
JAX
HA H X
Система А2Х3
R
C
C
HX
H
HA H X
А
H
H
C
H
X
C
O
O
C
H
H
C
H
H
этилацетат
JAX
4,05
1,62
JAX
НА
НX
квартет
триплет
CH2
2НA
квартет
CH3
CH3
3НX
триплет

22. ЯМР спектроскопия

1,25
ЯМР спектроскопия
Классификация двухспиновых систем
( CH3)X
Система АХ6
C
п-цимол
( CH3)X
HA
А
X
JAX
( CH3)X
H3C
( CH3)X
HA
JAX
JAX
JAX
2CH3
НА
НX
септет
дублет
6НX
2,89
НA
септет (1:6:15:20:15:6:1)
дублет

23. ЯМР спектроскопия

Классификация спиновых систем
Анализу поддаются и трехспиновые системы – содержащие три химически
неэквивалентных протона, но закономерности их проявления в спектрах нет.
Трехспиновая система АMX
Br
BrCH2CH2CH3
H
H
C
C
H
H
A2
M2
1-бромпропан
CH3
X3
–CH
A 2CH
M 2CH
X3
триплет
секстет
триплет

24. ЯМР спектроскопия

Классификация спиновых систем
НМ
НА
НХ
Трехспиновая система АMX
JАМ
HA
JMА
JAХ
COCH3
HM
JAХ
JАМ
HX
JАМ
JХА
OCH3
OCH3
3,4-диметоксифенилметилкетон
MА = MAM*MАX = (NМ+1)*(NX+1) =
(1+1)*(1+1) = 4
дублет дублетов
дублет
дублет
дублетов
дублет

25. ЯМР спектроскопия

Классификация спиновых систем
АВС
Трехспиновая система
Частным случаем системы АМХ
можно назвать систему АВС, в
которой
сдвиги
протонов
находятся достаточно близко друг
к другу.
АА’ВВ’
H
C
H
H3 C
п-метилстирол
При одинаковых химических
сдвигах и различных константах
спин-спинового
взаимодействия
систему обозначают АA’BB’.
C
H

26. ЯМР спектроскопия

Классификация спиновых систем
Фенильное кольцо С6Н5 – в спектрах ПМР
CONHCH3
oH
2Норто-
J
mH
НпараJ
Hp
N-метилбензамид
дублет
триплет триплет
2Нмета-

27. ЯМР спектроскопия

Классификация спиновых систем
Фенильное кольцо С6Н5 – в спектрах ПМР

28. ЯМР спектроскопия

Классификация спиновых систем
Фенильное кольцо С6Н5 – в спектрах ПМР

29. ЯМР спектроскопия

Классификация спиновых систем
Паразамещенная бензольная система в спектрах ПМР
JAA’
CONHCH3
H
4-иод-N-метилбензамид
H
А
JAB
HB
A’
НA + НA’
JBА
JAA’
HB’
JВВ’
эффект
«крыши»
I
Спиновая система АA’BB’
Эффект
крыши

изменение
относительной
интенсивности
линий в мультиплете из-за взаимного
влияния энергетических состояний
взаимодействующих ядер.
НB + НB’
JAB

30. ЯМР спектроскопия

Классификация спиновых систем
Эффект крыши
H3C
O
O
H
эффект
«крыши»
АA’BB’
4-этоксибензальдегид
А2Х3

31. ЯМР спектроскопия

Классификация спиновых систем
Система классификации спиновых систем позволяет предсказывать
максимальное число линий, которое может обнаружиться в спектрах данной
группы протонов.
Если спектр состоит из мультиплетов, в которых число компонентов и
соотношение их интенсивностей соответствуют правилам спин-спинового
взаимодействия, т.е., для которых ( НА– НВ)/JАB > 6, то они называются
спектрами первого порядка.
В спектрах систем с меньшим соотношением ( НА– НВ)/JАB происходит
сильное
изменение
в
соотношении
интенсивностей
компонентов
мультиплета, и иногда появляются дополнительные сигналы.

32. ЯМР спектроскопия

–CH2–CH2–
АA’BB’
O
C
OH
11,52
I
H
H
C
C
H
H
O
C
OH
3-иодпропионовая кислота

33. ЯМР спектроскопия

Классификация спиновых систем
O
O
CH3
Br
H
C
Br
H
2-бром-3-бромметил-1,2,3,4тетрагидронафтален-1-илацетат

34. ЯМР спектроскопия

Наиболее просто поддаются расшифровке
спектры первого порядка:
• число групп неэквивалентных протонов определяется из числа
сигналов;
• число
взаимодействующих
мультиплетности сигналов;
ядер
определяется
по
• константы спин-спинового взаимодействия определяется по
расстоянию между компонентами мультиплетов;
• относительное число каждого типа протонов определяется по
интегральной интенсивности сигналов.

35. ЯМР спектроскопия

Интерпретация сложных спектров
Превращение сложного спектра в спектр первого порядка может быть
достигнуто увеличением соотношения ( НА– НВ)/JАВ.
Для увеличения соотношения ( НА– НВ)/JАВ в некоторых случаях
применяются парамагнитные сдвигающие реагенты (ПСР – чаще всего
это внутрикомплексные соединения лантаноидов (европий, празеодим) с
–дикетонами):
• Константа спин-спинового взаимодействия при этом практически
не изменяется.
• С помощью парамагнитных сдвигающих реагентов исследуют амины,
спирты, альдегиды, тиоэфиры, нитрилы, эпоксиды.

36. ЯМР спектроскопия

Интерпретация сложных спектров
Возрастание
рабочей частоты
прибора
увеличивает
расстояние
между
сигналами и их
разрешение,
сохраняя
неизменным
константы спинспинового
взаимодействия
и химические
сдвиги.
Cl
H
H
H
C
C
C
H
H
H
O
C
O
H
60 МГц
-хлормасляная кислота
100 МГц
CH2Cl
220 МГц
CH2COOH
C–CH2–C

37. ЯМР спектроскопия

Интерпретация сложных спектров
Возрастание
100 МГц
рабочей частоты
прибора
увеличивает
расстояние
между
сигналами и их
разрешение,
сохраняя
500 МГц
неизменным
константы спинспинового
взаимодействия
и химические
сдвиги.
O
H
C
H
C
H
C
Cl
H
H
(хлорметил)этиленоксид

38. ЯМР спектроскопия

Подавление спин-спинового взаимодействия
При расшифровке сложных спектров используют методы двойного резонанса
Для подавления спин-спинового взаимодействия между двумя взаимодействующими
ядрами, образец облучают радиочастотой, соответствующей резонансной частоте
одного из ядер.
Экспериментальные методы двойного резонанса различаются по величине
напряженности возмущающего поля:
Двойной магнитный резонанс при большой интенсивности
называется методом полной спиновой развязки.
возмущающего
поля
При методе селективной спиновой развязки изменяется лишь часть энергетических
уровней системы, связанной с облученным ядром.
При действии еще более слабого поля происходит лишь возмущение энергетических
уровней, в результате чего наблюдается дополнительное расщепление компонентов
мультиплета. Такой вид двойного резонанса получил название спин-тиглинг.
Если поле вызывает только изменение в заселенности энергетических уровней, то в
спектре наблюдается перераспределение интенсивностей компонентов мультиплетов
взаимодействующих ядер – это так называемый ядерный эффект Оверхаузера.

39. ЯМР спектроскопия

Селективное подавление спин-спинового взаимодействия
1-пропанол
А2М2Х3
А2Х3
H
H
H
H
C
C
C
H
H
H
O
H
СН3
триплет
СН2
О–СН2
триплет
А2Х2
секстет

40. ЯМР спектроскопия

Химический обмен
Явление миграции какого-либо протона от атома к атому называют
химическим обменом.
Если скорость химического обмена мала, то сигнал ОН протона в спектре
этанола виден как триплет.
Если же скорость обмена велика, то сигнал ОН протона вырождается в
синглет.
При промежуточных скоростях сигнал может иметь вид широкого пика.
Быстрый химический обмен приводит к подавлению спин-спинового
взаимодействия.
Если скорость химического обмена имеет величину того же порядка, что и
интервал между компонентами мультиплета в отсутствие обмена, то это
приводит к уширению пиков поглощения.
В алифатических аминах происходит быстрый обмен протона NH, и поэтому
спин-спиновое расщепление не наблюдается практически никогда.

41. ЯМР спектроскопия

Скорость химического обмена увеличивается с ростом температуры.
−40 С
CH3−OH
−14 С
−6 С
−4 С
1 С
8 С
31 С

42. ЯМР спектроскопия

Конформационный обмен
Конформация молекулы (от лат. conformatio – форма, построение,
расположение) – пространственное расположение атомов в молекуле
определенной конфигурации, обусловленное поворотом вокруг одной или
нескольких одинарных сигма-связей.
O
CH3
C
H
N
CH3
диметилформамид
65 С
84 С
92 С
102 С
106 С
109 С
110 С
111 С
113 С
117 С
125 С
135 С
145 С
153 С
164 С

43.

Спектроскопические методы –
ЯМР (решение задач)

44. ЯМР спектроскопия

Химические сдвиги 1H

45. ЯМР спектроскопия

Химические сдвиги растворителей в спектрах ПМР
Растворитель
1Н, м.д.
Формула
ацетон-d6
(CD3)2CO
2,05
ацетонитрил-d3
CD3CN
1,94
бензол-d6
C6D6
7,16
вода-d2
D2O
4,62
ДМСО-d6
(CD3)2SO
2,50
метанол-d4
CD3OD
4,78; 3,30
нитрометан-d3
CD3NO2
4,33
тетрагидрофуран-d8
(CD2)4O
3,57; 1,72
хлороформ-d
CDCl3
7,24
хлористый метилен-d2
CD2Cl2
5,31

46. ЯМР спектроскопия

Некоторые структурные группировки в спектрах ПМР
H3C
CH3
CH3
C
Острый интенсивный
синглет 0.9 – 2.1 м.д.

47. ЯМР спектроскопия

Некоторые структурные группировки в спектрах ПМР
H3C
CH3
H
C
Дублет ~ 1.5 м.д.,
J = ~ 7 Гц
Гептет ~ 4 м.д.

48. ЯМР спектроскопия

Некоторые структурные группировки в спектрах ПМР
H3C
CH2
Триплет ~ 1.5 м.д.
Квартет ~ 3.5 м.д.

49. ЯМР спектроскопия

Некоторые особенности расшифровки спектров ПМР
С4Н8О
H
HO
CH2
CH2
3-бутен-1-ол
CH2

50. ЯМР спектроскопия

Некоторые особенности расшифровки спектров ПМР
С4Н8О
H
O
CH2
CH2
CH3
бутиральдегид

51. ЯМР спектроскопия

Некоторые особенности расшифровки спектров ПМР
С4Н8О
O
H3C
CH2
CH3
метилэтилкетон

52. ЯМР спектроскопия

Некоторые особенности расшифровки спектров ПМР
С4Н8О
H2C
CH2
H2C
CH2
O
тетрагидрофуран

53. ЯМР спектроскопия

Задание:
Классифицировать спиновые системы представленных соединений.
H3C
C
H2
CH3
Br
1.63 т. (3Н, СН3),
2.65 к. (2Н, СН2)
H3 C
O
CH3
CH3
H3 C
H2
C
C
H2
NO2
HO
Br
CH CH
H3 C
Cl
H
C
Cl
C
H
H
1.12 д. (2Н 2СН),
3.52 м. (12Н 4СН3)
1.02 т. (3Н, СН3),
2.04 м. (2Н, СН2)
4.35 т. (2Н, СН2)
1.40 д. (3Н, СН3),
2.73 с. (1Н, ОН),
3.87 м. (1Н, СН-O)
5.86 д. (1Н, СН-Hal).
5.39 дд. (1Н, СН),
5.48 дд. (1Н, СН),
6.26 дд. (1Н, СН).
АХ6
А2M2X3
АMХ3
АВС
Ответ:
А2Х3

54. ЯМР спектроскопия

Задание:
Проведите отнесение сигналов в спектре производного ацетоуксусного
эфира?
Решение:
Работа с таблицей
химических сдвигов.
Определение влияния
индуктивного эффекта
соседних атомов.
Ответ:
Спектр 1Н, м.д:
с. 1.96 (3Н) – (Br)–СН3,
с. 2.60 (3Н) – (О=C)–СН3,
с. 3.78 (3Н) – О–СН3.
О–СН3
СН3
СН3
O
H3C
Br O
H3C
O
CH3

55. ЯМР спектроскопия

Задание:
Сколько сигналов и с каким соотношением интенсивностей содержит спектр 1Н
ЯМР 4-метилпетнанон-2-ола-4. Укажите примерную область химических
сдвигов всех магнитно-неэквивалентных групп?
Решение:
• Считаем группы атомов – 5.
• Считаем неэквивалентные
протоны (группы) – 4.
• Считаем эквивалентные
протоны (группы) – 2.
H3C
OH
CH2
H3C
O
H3C
• Считаем колличество
протонов в группах – 1, 2, 3, 6.
• Класс – алканы + наличие

ОН и С=О групп: дает диапазон.
Ответ: 1-4 м.д.
спектр 1Н
4-метилпетнанон-2-ола-4

СН2
СН3
2 СН3

56. ЯМР спектроскопия

Задание:
Сколько сигналов, и в какой области будет наблюдаться в спектрах следующих
соединений: нитрометан, диметилмалонат, пара-ксилол?
Решение:
O
H3C
NO2
H3C
нитрометан
нитрометан-d3
O
O
O
CH3
диметилмалонат
CD3NO2
4,33
Ответ:
Нитрометан – 1 сигнал > 4 (4.3 м. д.);
Диметилмалонат – 2 сигнала ~ 3,5 (3.3, 3.7 м. д.);
Пара-ксилол – 2 сигнала 1 ~ 7, 2 ~ 2 (6.9, 2.2 м. д.).
H3C
CH3
пара-ксилол

57. ЯМР спектроскопия

Задание:
Проведите отнесение сигналов в спектре, пользуясь корреляционной таблицей
и интегральными интенсивностями сигналов?
Решение:
Сигнал 1.2 м. д. с интенсивностью 6 протонов – две метильные группы.
Сигнал 3.1 м. д. с интенсивностью 3 протона – метокси-группа.
Мультиплеты в области 6.5–7.5 м.д. с интенсивностью 5 протонов – фенильное кольцо.
Сигнал 2.6 м. д. с интенсивностью 2 протона – метиленовая группа.
CH2
CH3
CH2
2 СНмета
Ответ:
+ СНпара
O
2 СНорто
O
CH3
CH2
O
CH3
5 СН
CH3
(2-метокси-2-метилпропил)бензол
CH3
CH3
CH3
О–СН3
СН2
2 СН3

58. ЯМР спектроскопия

Задание:
Установите строение соединения с брутто-формулой С13Н12, которое даёт в
спектре 1Н ЯМР два синглета и при 3.92 (2 H) и 7.08 (10 H) м.д.? (спектр записан
с подавлением спин-спинового взаимодействия)
Решение:
Ненасыщенностью считается любая двойная связь или цикл, присутствующие в
молекуле. Например, ацетилен – R=2; циклопентан – R=1; бензол – R=4.
Степень (число) ненасыщенности (R)
соединения с известной бруттоформулой CXHYNZOW определяется
по формуле:
R = X – 1/2Y + 1/2Z + 0W + 1
X – количество атомов углерода,
Y – число протонов,
Z – число атомов азота,
W – количество атомов кислорода.
Ответ:
дифенилметан
С13Н12
R = 13 – ½*12 + 1 = 8
CH2

59. ЯМР спектроскопия

Задание:
Установите строение углеводорода с брутто-формулой С8Н10?
Решение:
Характеристичные диапазоны химических 5 Н сдвигов на 6.5-7.5 м.д.
Расщепление сигналов в триплет-квартет (А3Х2) на 3 Н на 1.2 и 2 Н на 2.6 м.д.
А3Х2
CH2
Ответ:
этилбензол
CH3
СНаром
СН2
СН3

60. ЯМР спектроскопия

n = Dd цифра раб. частоты
Задание:
Определить строение соединения С4Н6О2 по спектру 1Н-ЯМР?
(Спектр 1Н ЯМР записан на частоте 300 МГц. Структура мультиплетов будет показана на врезках.
Сигнал в самом слабом поле – синглет.)
3
Решение:
СН3СНА=СНВ–
JНН~ 15 Гц
АВХ3
Четыре сигнала в спектре
имеют относительные
интенсивности 3:1:1:1.
СН3СН=СНСООН
H3C
OH
–COОН
O
H
COOH H3C
COOH
–СНА=СНВ–
H3C
H
H
Ответ:
транс-кротоновая
кислота
H
ОН
НА
НВ
СН3

61. ЯМР спектроскопия

Задание: Приведен спектр ЯМР 1Н амида пропионовой кислоты.
Объясните, почему в этом спектре два протона группы NH2 представлены
двумя сигналами.?
Решение:
O
• Триплет-квартет – этильный фрагмент (А2Х3).
• Фрагмент СОNH2 в амидах – плоский.
• Связь С-N имеет частично двойной характер,
и вращение вокруг нее заторможено.
NH2
H3C
CH2
Ответ:
два протона аминогруппы занимают структурно
различные позиции и проявляются отдельными
сигналами.
NН2
СН3
СН2

62. ЯМР спектроскопия

H3 C
ЯМР спектроскопия
CH2
H
C
OH
Задание: Определите структуру соединения с брутто-формулой
С4Н10O, по представленному спектру ЯМР 1Н, сделайте
отнесение сигналов и объясните их мультиплетность.
АХ2Y3Z3
CH2
• Два сильнопольных сигнала с интегральными интенсивностями
в 3Н принадлежат двум неэквивалентным метильным группам:
триплет на 0.93 м.д. показывает, что у соседнего углерода
находятся два протона, дублет на 1.17 м.д. указывает что у
соседного углерода один протон.
H3C
• Синглет 2.37 м.д. – сигнал протона ОН.
(О)СНO
H
C
• Мультиплет (cекстет) в слабом поле 3,71 м.д.
принадлежит одному протону группы СН, связанному
с кислородом.
H
C
(СН)СН3
• В спектре наблюдаются три группы, в которых присутствуют
пять сигналов с относительными интенсивностями 3:3:2:1:1.
• Мультиплет (пентет) сигнала СН2-группы при 1,46
м.д. – окружение из четырех протонов (3+1).
H3C
H
C
CH2
CH2
(СН)СН2(СН3)
Решение:
Ответ: 2-бутанол
CH3
CH3
СН3(СН2)

1.01
0.98
CH3
2.03 2.99 3.05

63.

ЯМР спектроскопия
Мультиплетность сигналов:
Для протона – правило мультиплетности: n + 1.
H3C
H
C
OH
(СН3)(ОH)СН(СН2)
(3+2)+1 =
секстет

CH2
СН3(СН)
CH3
1+1 =
дублет
(СН)СН2(СН3)
(3+1)+1 =
пентет
Спектр ЯМР 1Н 2-бутанола (симулированный)
(СН2)СН3
2+1 =
триплет

64.

Инструментальные
методы анализа
Вопросы к лекции:
1. Основные параметры спектров ЯМР?
2. Что такое спиновая система?
3. Классификация спиновых систем?
4. Проявление ароматических систем в спектрах ЯМР?
5. Что такое эффект «крыши»?
6. Что такое спектры первого порядка?
7. Способы упрощения сложных спектров ЯМР?
8. Влияние химического и конформационного обменов на сигналы в спектрах?

65. ЯМР спектроскопия

СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ
1. Казицина А.А., Куплетская Н.Б. Применение ИК-, УФ- и
ЯМР-мектроскопии в органической химии − М.: Высшая
школа, 1971. − 263с.
2. База спектральных данных органических веществ
(Spectral database for organic compounds, National Institute of
Advanced Industrial Science and Technology Japan):
http://riodb01.ibase.aist.go.jp/sdbs/cgi-bin/cre_index.cgi?lang=eng

66. ЯМР спектроскопия

База спектральных данных органических веществ (Spectral database for organic
compounds, National Institute of Advanced Industrial Science and Technology Japan):
http://riodb01.ibase.aist.go.jp/sdbs/cgi-bin/cre_index.cgi?lang=eng

67.

Федоров Сергей Владимирович
Инструментальные методы
исследования органических
веществ
English     Русский Rules