8.9: Спектроскопія ароматичних сполук-

Last updated
Save as PDF

Page ID: 25084

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

Як і слід було очікувати,\(\mathrm{C}-13\) і спектр\({}^{1}\mathrm{H}\) ЯМР бензолу показують лише один пік (H-ЯМР\(7.3 \mathrm{~ppm}\) та C-ЯМР\(128 \mathrm{~ppm}\)), що означає, що в молекулі присутній лише один тип вуглецю та один тип водню. Однак ці поодинокі піки з'являються при менших напруженнях поля відносно тих, що містяться в алкенах або навіть кон'югованих алкенах (які зазвичай з'являються між\(5\) і\(6 \mathrm{~ppm}\) в\(\mathrm{H}\) -ЯМР). Це низьке поглинання поля викликано явищем, яке виникає, коли циклічна електронна хмара в кільці поміщається у зовнішнє магнітне поле. Кільце електронної щільності починає цикл, виробляючи кільцевий струм і індуковане магнітне поле; отримане власне поле підсилює зовнішнє поле. Результатом є те, що зовнішнє поле не повинно бути дуже високим, щоб довести вуглецеві або водневі ядра до резонансу. По суті, ароматичні вуглеці та водні знешкоджуються і з'являються на низькому полі.

Зображення магнітного поля молекули при збільшенні Бо.

Цікаво, що індуковане поле протистоїть зовнішньому полю в центрі кільця, і, по суті, існують циклічні ароматичні поліени, де (через структурні обмеження) деякі з воднів дійсно вказують на центр кільця. Існує помітна різниця між внутрішнім і зовнішнім водневими резонансами в цих сполуках, оскільки водні знаходяться в різних областях індукованого магнітного поля. Цей ефект називається діамагнітної анізотропією.

Зображення аннулена.

ІЧ-спектри ароматичних сполук зазвичай показують\(\mathrm{C-H}\) розтягнення вище\(3,000 \mathrm{~cm}^{-1}\), і\(\mathrm{C-C}\) вигин навколо\(1600 \mathrm{~cm}^{-1}\), але ці сигнали часто змішуються з іншими і, в цілому, ІК не дуже корисний для ідентифікації ароматичних сполук. З іншого боку, UV-VIS спектроскопія часто використовується для ідентифікації ароматичного хромофора. Сам по собі бензол має широке поглинання навколо,\(254 \mathrm{~nm}\) і, як ми побачимо, це поглинання змінюється залежно від відведення та дарування електронів властивостей груп на самому кільці.