12.5: Grupos Funcionales y Desplazamientos Químicos en Espectroscopía de RMN 1H

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Objetivos

Después de completar esta sección, deberías poder

indicar el desplazamiento químico aproximado (δ) para los siguientes tipos de protones:
1. aromático.
2. vinílico.
3. aquellos unidos a átomos de carbono que a su vez están unidos a un elemento altamente electronegativo.
4. aquellos unidos a carbonos que están próximos a centros insaturados.
5. aquellos unidos a carbonos que forman parte de un sistema saturado.
predecir los desplazamientos químicos aproximados de cada uno de los protones en un compuesto orgánico, dada su estructura y una tabla de correlaciones de desplazamiento químico.

Notas de estudio

No se debe intentar memorizar los cambios químicos enumerados en la tabla de esta sección, aunque es probable que necesite referirse a él con bastante frecuencia a lo largo del resto de este curso. Para cumplir con el Objetivo 1 anterior, debe estar familiarizado con la información presentada en la figura de rangos de desplazamiento químico para compuestos orgánicos. Si tienes una idea aproximada de los desplazamientos químicos de algunos de los tipos más comunes de protones, encontrarás que la interpretación de los espectros de RMN ^1H es menos ardua de lo que podría ser de otra manera. Observe que no vamos a tratar de entender por qué se deshidan protones aromáticos o por qué los protones alquinílicos no se deshieren tanto como los protones vinílicos. Estos fenonomenos pueden explicarse, pero el foco está en la interpretación de los espectros de RMN ^1H, no en la teoría subyacente.

¹ H RMN Desplazamientos Químicos

El desplazamiento químico se asocia con la frecuencia de Larmor de un espín nuclear a su entorno químico. El tetrametilsilano [TMS; (CH ₃) ₄ Si] se usa generalmente como estándar para determinar el desplazamiento químico de los compuestos: δ _TMS = 0ppm. Es decir, las frecuencias para los químicos se miden para un núcleo de ¹ H o ¹³ C de una muestra de la resonancia de ¹ H o ¹³ C de TMS. Es importante entender la tendencia del cambio químico en términos de interpretación de RMN. El desplazamiento químico de RMN protónica se ve afectado por la cercanía a los átomos electronegativos (O, N, halógeno.) y grupos insaturados (C=C, C=O, aromáticos). Los grupos electronegativos se mueven al campo descendente (izquierda; aumento en ppm). Los grupos insaturados se desplazan a campo abajo (izquierda) cuando el núcleo afectado está en el plano de la insaturación, pero el desplazamiento inverso tiene lugar en las regiones por encima y por debajo de este plano. El desplazamiento químico de ¹ H juega un papel en la identificación de muchos grupos funcionales. La Figura 1. indica un ejemplo importante para determinar los grupos funcionales.

alt — Figura 1. Rangos de desplazamiento químico 1H para compuestos orgánicos

Los valores de desplazamiento químico están en partes por millón (ppm) en relación con el tetrametilsilano.

Tipo de hidrógeno	Desplazamiento químico (ppm)
RC H ₃	0.9 - 1.0
RC H ₂ R	1.2 - 1.7
R ₃ C H	1.5 — 2.0
	2.0 — 2.3
	1.5 — 1.8
RN H ₂	1 - 3
ArC H ₃	2.2 — 2.4
	2.3 — 3.0
ROC H ₃	3.7 — 3.9
	3.7 — 3.9
RO H	1 - 5
	3.7 — 6.5
	5 - 9
Ar H	6.0 — 8.7
	9.5 — 10.0
	10 - 13