Protoner på aromatiska ringar i NMR

Detta är sant att alla aromatiska protoner kommer nära regionen med $ \ delta $ : $ \ pu {7 \! – \! 8 ppm} $ . Men du kan alltid enkelt hitta exempel där alla aromatiska protoner inte har samma kemiska förskjutning (som definitivt inkluderar dina exempel). Faktum är att de aromatiska protonerna som har exakt samma kemiska förskjutning faktiskt knappast finns.

Huvudidén är skillnaden mellan termerna Kemisk ekvivalens & Magnetisk ekvivalens , som ofta tolkas fel. I det första exemplet du har gett har alla protoner inte samma kemikalie skiftar och detta ses också från multiplettmönstret. Vad du uppenbarligen kan förutsäga är att de två orto protonerna är kemiskt ekvivalenta, och de två meta protonerna är också kemiskt ekvivalenta, och para protonen är en separat annan typ av proton. För att observera dessa skillnader är det du behöver göra att spela in NMR med hög frekvens ( t.ex. , $ 500 $ eller $ \ pu {600 MHz} $ ). Där kan du se de tre olika topparna tydligt. Nu bara i det här fallet är de två ortho protonerna också magnetiskt ekvivalenta eftersom de kopplas ihop med alla andra protoner lika, ie $ ^ 3 \! J_ {HH} $ och $ ^ 4 \!J_ {HH} $ -värdena är desamma för de två ortho -protonerna, men i allmänhet kanske detta inte är fallet alls (vilket helt enkelt är att överväga en annan annan parasubstitution vid ringen, då kommer de två orto protonerna att bli magnetiskt icke-ekvivalenta och kommer därför att ha olika kemiska förskjutningar som kan observeras). Liknande är fallet med meta potenser dvs. de är också magnetiskt ekvivalenta. Så de två protonerna kommer att ha samma kemiska förskjutning. Men ortho , meta och para protoner kommer definitivt att ha olika kemiska förändringar i ditt första exempel. Om du zoomar in eller spelar in spektra i en högfrekvensmaskin bör du se en dubblett av dubblettopp (på grund av $ ^ 3 \! J_ {HH} $ och $ ^ 4 \! J_ {HH} $ ) för både ortho och meta protoner, och en triplett av triplett för para protonen.

I det andra exemplet också de två protonerna ortho till $ \ ce {-N (CH3) 2} $ är kemiskt såväl som magnetiskt ekvivalenta eftersom de båda parar ihop sig med återstående proton på samma sätt. Så om du använder samma logik bör du se en dubblettopp (endast på grund av $ ^ 4 \! J_ {HH} $ ) för dessa två protoner och en triplettopp för den återstående och dessa två toppar ska vara vid två olika kemiska skift.

För att uppmuntra dig mer här är några spektra från boken Introduktion till spektroskopi som betonar aromatiska regioner och överväger olika splittring av centrifugering och visar hur komplicerad en struktur kan vara:

Ovanstående spektra visar skillnader i spektra mellan ortho , meta och para substitution i bensenringen. Nedanstående två är några typiska exempel på komplicerade spektra på grund av splittring av centrifugering samt magnetisk icke-ekvivalens.

Från dessa exempel kan du se att de aromatiska protonerna definitivt kan komma på distinkta regioner och vad du behöver är att bara spela in dem i NMR-maskin med högt fält och zooma in i den regionen.

Kommentarer

• Jag don ' t är överens om att orto-protonerna i OP: s första exempel är magnetiskt ekvivalenta, eftersom de har olika kopplingar till andra protoner på ringen, men de duplicerar kopplingsmönstret och långdistanskopplingar är försumbara. I det andra fallet håller jag med förbehållet att någon koppling mellan metylgruppen och de aromatiska protonerna är mycket liten.