Perché tutti i fenil protoni nellalcool benzilico sono equivalenti nello spettro ¹ H-NMR?

Di seguito è riportato uno spettro $ \ ce {^ 1H} $ di risonanza magnetica nucleare (NMR) per lalcol benzilico. Lidrogeno nel gruppo alcolico dà origine a un segnale unico. I due idrogeni in $ \ ce {CH2} $ danno origine a un segnale unico con circa il doppio dellarea del segnale. Quello che non capisco è perché tutti gli idrogeni nel gruppo fenile sono equivalenti. La mia ipotesi sarebbe stata che ci sarebbero stati 3 segnali dallanello fenilico. Una coppia di $ \ ce {H} $ che sono ugualmente distanti dal metanolo, unaltra coppia anchessa ugualmente distante, e per ultima, un unico idrogeno che sia il più lontano dal metanolo. Chiaramente non è così, e il 5 idrogeno dà origine ad un solo segnale.

Perché ? Qual è un buon modo di pensare agli atomi equivalenti e non equivalenti nella spettrometria NMR? Preferirei evitare regole come quella che dice “se puoi sostituire lidrogeno con un altro atomo e dà lo stesso composto, gli idrogeni sono equivalenti “. Preferirei un modo intuitivo di pensarci, se possibile!

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Risposta

Hai ragione, quei cinque idrogeni non sono magneticamente equivalenti. Ti aspetteresti di vedere tre segnali per la p aromatica rotoni.

Se guardi più da vicino vedrai che il segnale aromatico non è un singoletto perfetto, ma è piuttosto più complicato con un piccolo picco aggiuntivo e una base più ampia, è un multiplo. Hai tre segnali distinti, ma sono così vicini nello spostamento chimico che si sovrappongono e danno come risultato questo multiplet.

Risposta

I tre segnali sono molto vicini nello spostamento chimico e hanno un forte accoppiamento. Se hai sentito parlare di $ AB $ sistemi di spin, dove la differenza CS è simile alla costante di accoppiamento, che rende le due linee esterne dei due doublett più deboli, e i due interni sono più forti e si avvicinano luno allaltro: questo è un sistema $ AB_2C_2 $ . Le linee interne si uniscono completamente e le linee esterne diventano un piede irregolare attorno alla linea centrale.

Se avessi un magnete più forte, dove la differenza CS (in Hz) è proporzionalmente maggiore, otterrai più picchi e potrebbe anche essere in grado di integrarli e identificarli.

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