ЯМР-спектроскопия. Часть 2

Содержание

Слайд 2

Факторы, определяющие протонные химические сдвиги Константа экранирования – сумма диамагнитного и

Факторы, определяющие протонные химические сдвиги

Константа экранирования – сумма диамагнитного и парамагнитного

вкладов (противоположен по знаку).
σ = σдиа + σпара (20)
Для протона наиболее существенен диамагнитный вклад (диапазон σ 0,5-20 м.д.).
Для углерода преимущественен парамагнитный вклад (диапазон σ -20-600 м.д.).
Протонные химические сдвиги в большей степени определяется влияние соседних группировок и внешних факторов:
Δσ = Δσдиа + Δ σмагн + Δσэл.п. + ΔσВВП + Δσсреда. (21)
Слайд 3

Гибридизация атомов углерода

Гибридизация атомов углерода

Слайд 4

Электронное влияние заместителей

Электронное влияние заместителей

Слайд 5

Электронное влияние заместителей

Электронное влияние заместителей

Слайд 6

Анизотропные эффекты в бензоле

Анизотропные эффекты в бензоле

Слайд 7

Примеры анизотропного эффекта

Примеры анизотропного эффекта

Слайд 8

Пространственное взаимодействие атомов δпр ~ F(r)cos θ, (23) где δпр –

Пространственное взаимодействие атомов

δпр ~ F(r)cos θ, (23)
где δпр – изменение химического

сдвига атома углерода за счет пространственного взаимодействия протонов; F(r) – сила отталкивания, зависящая от расстояния r между двумя взаимодействующими протонами; θ – угол между связью С–Н и вектором, соединяющим два протона.
Слайд 9

Пространственное взаимодействие атомов

Пространственное взаимодействие атомов

Слайд 10

Зависимость от внешних условий

Зависимость от внешних условий

Слайд 11

Эмпирические константы заместителей δ = 0,23 + ∑ S (δ), (24)

Эмпирические константы заместителей

δ = 0,23 + ∑ S (δ), (24)
где

0,23 – постоянная, равная химическому сдвигу метана, м.д.; ∑ S (δ) – сумма инкрементов для заместителя.
Примеры:
а) δ (CH3Cl) = 0,23 + 2,53 = 2,76 (эксп. 3,05)
б) δ (CH2Cl2) = 0,23 + 2·2,53 = 5,29 (эксп. 5,30)
в) δ (CHCl3) = 0,23 + 3·2,53 = 7,82 (эксп. 7,26)
г) δ ((C6H5)3CiH) = 0,23 + 3·1,85 = 5,78 (эксп. 5,54)
д) δ (CH3iОH) = 0,23 + 2,56 = 2,95 (эксп. 3,43)
е) δ (ClCH2iCOOН) = 0,23 + 1,55 + 2,53 = 4,31 (эксп. 4,15)
Как правило, отклонения δ составляют ± 0,3 м.д.
Слайд 12

Эмпирические константы заместителей δ = 5,28 + S (δ)гем + S

Эмпирические константы заместителей

δ = 5,28 + S (δ)гем + S (δ)цис

+ S (δ)транс, (25)
где 5,28 – постоянная, равная химическому сдвигу протонов этилена, м.д.; S (δ)i – инкременты соответствующих заместителей.
Слайд 13

Эмпирические константы заместителей

Эмпирические константы заместителей

Слайд 14

Эмпирические константы заместителей δ = 7,27 + ∑ S (δ), (26)

Эмпирические константы заместителей

δ = 7,27 + ∑ S (δ), (26)
где 7,27

– постоянная, равная химическому сдвигу протонов бензола, м.д.; ∑ S (δ) – сумма инкрементов для заместителя.
Слайд 15

Химические сдвиги протонов функциональных групп

Химические сдвиги протонов функциональных групп

Слайд 16

Спин-спиновое взаимодействие ядер сигнал химсдвиг (ppm) A 7,33 B 5,085 C 2,064 A B C

Спин-спиновое взаимодействие ядер

сигнал химсдвиг (ppm)
A 7,33
B 5,085
C 2,064

A

B C
Слайд 17

Спин-спиновое взаимодействие ядер сигнал химсдвиг (ppm) A 8,026 B 4,215 C 1,289 A B C

Спин-спиновое взаимодействие ядер

сигнал химсдвиг (ppm)
A 8,026
B 4,215
C 1,289

A

B C
Слайд 18

Ориентация спинов протонов СН2-группы

Ориентация спинов протонов СН2-группы

Слайд 19

ССВ для молекулы хлорэтана СН2 СН3 J(A,B) 7,232 Гц

ССВ для молекулы хлорэтана

СН2 СН3

J(A,B) 7,232 Гц

Слайд 20

Ориентация спинов протонов СН3-группы

Ориентация спинов протонов СН3-группы

Слайд 21

Правила интерпретации сверхтонкой структуры Для ядер со спиновым квантовым числом I

Правила интерпретации сверхтонкой структуры

Для ядер со спиновым квантовым числом I =

½ мультиплетность сигнала М выражается формулой: M = 2n I + 1, где n – число соседних магнитно-эквивалентных протонов (для протонов и углерода М = n +1)
Расстояние между линиями мультиплетов в Гц (величины расщеплений) соответствует КССВ между рассматриваемых ядер.
Слайд 22

Правила интерпретации сверхтонкой структуры Относительные интенсивности линий внутри мультиплета соответствуют коэффициентом

Правила интерпретации сверхтонкой структуры

Относительные интенсивности линий внутри мультиплета соответствуют коэффициентом разложения

в ряд бинома (а + b)n: при n = 1 а + b → 1:1 n = 2 (а + b)2 = а2 + 2аb + b2 → 1:2:1 n = 3 (а + b)3 = а3 + 3а2b + 3аb2 + b3 → 1:3:3:1
Слайд 23

Правила интерпретации сверхтонкой структуры Величина ССВ в общем уменьшается при возрастании

Правила интерпретации сверхтонкой структуры

Величина ССВ в общем уменьшается при возрастании числа

связей, разделяющих взаимодействующие ядра (обычно до трех связей). В большинстве случаев величина ССВ составляет от -20 до 60 Гц.
Вид спинового мультиплета не зависит от знаков КССВ.