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TEORÍA DE LA RESONANCIA MAGNÉTICA
PROTÓNICA (H-RMN)
PROFRA. LILIANA SALDÍVAR Y OSORIO
ELABORÓ FRIDA BELMONT FLORES
Ejemplos: 1H, 13C, 15N , 17O, 19F y 31P
MÁS EMPLEADOS:
12C tiene # par de protones Spines apareados Señal anulada
¿NÚCLEO MAGNÉTICO?
• # impar de protones, neutrones o ambos
• Es capaz de originar una señal de resonancia
C-RMNH-RMN
Núcleo con spin impar
Núcleo magnético Cambio de orientación
Radiación incidente
RESONANCIA
Diferencia de energía entre el nuevo estado y el basal
Si la diferencia de energía es igual a la energía de radiación
RESONANCIAABSORCIÓN DE ENERGÍA
ESPECTRO
¿QUÉ OCURRE EN LOS NÚCLEOS ATÓMICOS?
Diagrama esquemático de un espectrómetro de RMN
Generalmente intensidad constante
Apantallamiento
APANTALLAMIENTO
Apantallar ~ Cubrir, tapar, hacer sombra.
• Los electrones moleculares circulantes apantallan(cubren) al protón con respecto a la acción del campo magnético externo.
• Los distintos protones de la molécula tienen un entorno electrónico diferente y diferente apantallamiento.
• Los átomos electronegativos tienden a desapantallar por ser ELECTROATRACTORES y dejar desprotegido al protón
TMS
H3C Si
CH3
CH3
CH3
H3C NH3C O
H3C C
Apantallamiento
Electronegatividad
DESPLAZAMIENTOS APROXIMADOS DEL CH3 EN FUNCIÓN DEL ÁTOMO CONTIGUO
ACOPLAMIENTO SPIN-SPIN
Prediciendo un espectro…
Molécula: Bromoetano
# de Carbonos con H : 2Electronegatividad: Br>CApantallamiento: CH3 > CH2
H3C
CH2
Br
# de señales esperadas: 2
Espectro obtenido…
2 grupos de señales:•1 triplete del CH3•1 cuartete del CH2
Si dos tipos de protones estructuralmente distintos se encuentran en carbonos adyacentes, se origina una interacción entre el spin nuclear de dichos hidrógenos, que da lugar a una mayor complejidad del espectro
En espectro anterior:-La absorción del CH3 está desdoblada en un triplete-La absorción del CH2 está desdoblada en un cuartete
ACOPLAMIENTO SPIN-SPIN DESDOBLAMIENTO
EXPLICACIÓN DEL TRIPLETE, señal del CH3 influenciado por el CH2
Posibles disposiciones del
spin nuclear de los protones
del metileno
Señal del doble de
tamaño que las otras
Efecto del spin de los protones del metileno(CH2) sobre la absorción de los protones del grupo metilo vecino, en el bromoetano
De modo que para CH2 afectado por CH3 quedará:
Señales del triple de tamaño que las otras
REGLA: MULTIPLICIDAD = n+1 ; n= # de hidrógenos en el C adyacente
NÚMERO RELATIVO DE PROTONES
•Integrando el área bajo la curva de las señales
Espectro H-RMN integrado electrónicamente del ciclopentanol, en el que se representa el trazo de la integración
SEÑALES QUE DESAPARECEN CON D2O
•Heteroátomo-H• -OH• -NH2• -COOH• -SH• etc..
•Heteroátomo-D• -OD• -ND2• -COOD• -SD• etc..
Agua deuterada (D2O)
VISIBLE INVISIBLE
La desaparición de la señal indica la presencia de un heteroátomo
EJEMPLO:
Cl
H2C
CH2
I
ElectronegatividadCl > I
ApantallamientoI > Cl
Cl
H2C
CH2
I
Cl
H2C
CH2
I
EJEMPLO:
ElectronegatividadCl = Cl
ApantallamientoCl
Cl
H2C
CH2
Cl
Cl
H2C
CH2
Cl
• 1 señal (protones equivalentes)
• Triplete que integra para 4 hidrógenos
EJEMPLO:
ElectronegatividadO > Cl
ApantallamientoCl > O
Cl
H2C
CH2
OHCl
H2C
CH2
OH
La barra indica que la señal desaparece con
D2O
BIBLIOGRAFÍA
•Dupont Durst. QUÍMICA ORGÁNICA EXPERIMENTAL. Ed Reverté. 1985• Weininger Stephen. QUÍMICA ORGÁNICA. Ed Reverté. 1988• McMurry John. QUÍMICA ORGÁNICA. 6ª edición. Learning Editores. 2005