5.1: Затишні Спектри

Last updated
Save as PDF

Page ID: 27330

\( \newcommand{\vecs}[1]{\overset { \scriptstyle \rightharpoonup} {\mathbf{#1}} } \) \( \newcommand{\vecd}[1]{\overset{-\!-\!\rightharpoonup}{\vphantom{a}\smash {#1}}} \)\(\newcommand{\id}{\mathrm{id}}\) \( \newcommand{\Span}{\mathrm{span}}\) \( \newcommand{\kernel}{\mathrm{null}\,}\) \( \newcommand{\range}{\mathrm{range}\,}\) \( \newcommand{\RealPart}{\mathrm{Re}}\) \( \newcommand{\ImaginaryPart}{\mathrm{Im}}\) \( \newcommand{\Argument}{\mathrm{Arg}}\) \( \newcommand{\norm}[1]{\| #1 \|}\) \( \newcommand{\inner}[2]{\langle #1, #2 \rangle}\) \( \newcommand{\Span}{\mathrm{span}}\) \(\newcommand{\id}{\mathrm{id}}\) \( \newcommand{\Span}{\mathrm{span}}\) \( \newcommand{\kernel}{\mathrm{null}\,}\) \( \newcommand{\range}{\mathrm{range}\,}\) \( \newcommand{\RealPart}{\mathrm{Re}}\) \( \newcommand{\ImaginaryPart}{\mathrm{Im}}\) \( \newcommand{\Argument}{\mathrm{Arg}}\) \( \newcommand{\norm}[1]{\| #1 \|}\) \( \newcommand{\inner}[2]{\langle #1, #2 \rangle}\) \( \newcommand{\Span}{\mathrm{span}}\)

У 2D ЯМР кореляційні піки використовуються, щоб допомогти встановити структуру.

Почнемо з простого з'єднання, етилацетату.

Спектр ЯМР ¹ Н не дуже складний.

У гомоядерній кореляційній спектроскопії (COSY) ми можемо шукати водні, які з'єднані один з одним. У етилацетаті досить зрозуміло, де вони знаходяться. Є квартет і триплет; водень, що відповідають цим двом вершинам, ймовірно, знаходяться поруч один з одним в структурі.

Спектр COSY просто приймає цей спектр ¹ Н і поширює його на два виміри. Замість того, щоб відображатися у вигляді ряду піків, піки розподіляються в масив. У наступному модельованому спектрі COSY піки відображаються вздовж однієї осі. Такі ж піки відображаються і уздовж іншої осі. В середині графіка піки зображені один проти одного - тобто є пік в 1,25 проміле на осі y і вздовж осі x, тому на графіку є точка даних в (1,25, 1,25). Інші такі вершини з'являються по діагоналі, що тягнеться від верхнього правого до нижнього лівого через середину ділянки. Уздовж цієї діагональної лінії з'являються три піки; ці три піки в основному показують нам те, що ми вже бачили в звичайному спектрі ЯМР ¹ Н.

Цікаві піки - це ті, які не з'являються по діагоналі. Ці піки вказують, які водні пов'язані з якими іншими водневими. Водень при 1,25 проміле з'єднуються з тими, що знаходяться на 4,2 проміле, і це дає «крос-пік» при (1,25, 4,20). Існує також крос-пік (4.20, 1.25), оскільки ці відносини йдуть обома напрямками.

Що означає бути поєднаним? Це означає, що магнітна інформація передається між атомами. Як ми можемо сказати? По суті, ми можемо направити імпульс електромагнітного випромінювання в один набір воднів і шукати відповідь десь в іншому місці. Звичайно, якщо ми надішлемо імпульс радіохвиль на частоті, яка буде поглинена певним воднем, ми побачимо відповідь у самому водні. Саме тому ми бачимо піки по діагоналі. Однак ми також бачимо відповіді інших воднів, які магнітно пов'язані з вихідним.

Другий приклад наведено нижче. Цього разу з'єднання - пропанамін. У пропанаміні знову буде діагональний набір піків, показаних чорним кольором, що відповідає пікам у звичайному протонному спектрі. Крім того, два різних набори протонів пов'язані між собою. Метильна група з'єднана з метиленом в середині молекули; цей перехресний пік показаний синім кольором. Метилен в середині також з'єднаний з метиленом поруч з азотом; цей перехресний пік показаний червоним кольором.

Вправа\(\PageIndex{1}\)

Провести аналіз наступних спектрів і запропонувати структуру для сполуки.

Відповідь: етил бутаноат

Вправа\(\PageIndex{2}\)

Наступний спектр COSY призначений для ізомеру динітробензолу. Який це ізомер?