Protoner på aromatiske ringer i NMR

Dette er sant at alle de aromatiske protonene kommer nær regionen som har $ \ delta $ : $ \ pu {7 \! – \! 8 spm} $ . Men du kan alltid enkelt finne eksempler der alle de aromatiske protonene ikke har det samme kjemiske skiftet (som definitivt inkluderer eksemplene dine). Faktisk er det knapt å finne tilfeller der alle de aromatiske protonene har nøyaktig lignende kjemiske skift.

Hovedideen er forskjellen mellom begrepene Kjemisk ekvivalens & Magnetisk ekvivalens , som ofte blir mistolket. I det første eksemplet du har gitt, har ikke alle protonene samme kjemikalie skifter, og dette ses også fra multiplettmønsteret. Det du åpenbart kan forutsi er at de to ortho protonene er kjemisk ekvivalente, og de to meta protonene er også kjemisk ekvivalente, og para proton er en egen annen type proton. For å observere disse forskjellene er det du trenger å registrere NMR med høy frekvens ( f.eks , $ 500 $ eller $ \ pu {600 MHz} $ ). Der kan du se de tre forskjellige toppene tydelig. Bare i dette tilfellet er de to ortho protonene også magnetisk likeverdige da de kobles sammen med alle de andre protonene likt, ie $ ^ 3 \! J_ {HH} $ og $ ^ 4 \!J_ {HH} $ verdier er de samme for de to ortho protonene, men generelt er dette kanskje ikke tilfelle i det hele tatt (som bare er å vurdere en annen forskjellig para-erstatning ved ringen, da vil de to orto protonene bli magnetisk ikke-ekvivalente og vil derfor ha forskjellige kjemiske skift som er observerbare). Lignende er tilfellet med meta potoner dvs. de er også magnetisk likeverdige. Så de to protonene vil ha samme kjemiske skifte. Men ortho , meta og para protoner vil definitivt ha forskjellige kjemiske skift i ditt første eksempel. Hvis du zoomer inn eller tar opp spektrene i en høyfrekvent maskin, bør du se en dublett av dublettoppen (på grunn av $ ^ 3 \! J_ {HH} $ og $ ^ 4 \! J_ {HH} $ ) for både ortho og meta protoner, og en triplett av triplett for para protonen.

I det andre eksemplet også de to protonene ortho til $ \ ce {-N (CH3) 2} $ er kjemisk så vel som magnetisk ekvivalente da de begge kobles sammen med gjenværende proton på samme måte. Så hvis du bruker den samme logikken, bør du se en dublettopp (bare på grunn av $ ^ 4 \! J_ {HH} $ ) for de to protonene og en triplettopp for den gjenværende og disse to toppene skal være på to forskjellige kjemiske skift.

For å oppmuntre deg mer her er noen spektra fra boken Introduksjon til spektroskopi som vektlegger aromatiske regioner og vurderer forskjellig spinn-spinn splitting og viser hvor komplisert en struktur kan være:

Spektrene ovenfor viser forskjeller i spektrene mellom ortho , meta og para substitusjon i benzenringen. De to nedenfor er noen typiske eksempler på kompliserte spektre på grunn av spinn-spinn-splitting så vel som magnetisk ikke-ekvivalens.

Fra disse eksemplene kan du se at de aromatiske protonene definitivt kan komme på forskjellige regioner og det du trenger er å bare registrere dem i NMR-maskin med høyt felt og zoome inn i den regionen.

Kommentarer

• Jeg don ' t er enige om at orto-protonene i OPs første eksempel er magnetisk ekvivalente, siden de har forskjellige koblinger til andre protoner på ringen, men de dupliserer koblingsmønsteret og langdistansekoblinger er ubetydelige. I det andre tilfellet er jeg enig, med forbehold om at enhver kobling mellom metylgruppen og de aromatiske protonene er veldig liten.