8.9: Espectroscopia de Compuestos Aromáticos

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Como cabría esperar, tanto el\(\mathrm{C}-13\) espectro de\({}^{1}\mathrm{H}\) RMN como el espectro de RMN del benceno muestran solo un pico (H-RMN\(7.3 \mathrm{~ppm}\) y C-RMN\(128 \mathrm{~ppm}\)), lo que significa que solo hay un tipo de carbono y un tipo de hidrógeno presentes en la molécula. Sin embargo, estos picos individuales aparecen a menor intensidad de campo en relación con los que se encuentran en alquenos o incluso alquenos conjugados (que normalmente aparecen entre\(5\) y\(6 \mathrm{~ppm}\) en la\(\mathrm{H}\) -NMR). Esta baja absorción de campo es causada por un fenómeno que ocurre cuando la nube de electrones cíclicos en el anillo se coloca en un campo magnético externo. El anillo de densidad electrónica comienza a circular, produciendo una corriente anular y un campo magnético inducido; el campo intrínseco resultante refuerza el campo externo. El resultado es que el campo externo no necesita ser muy alto para llevar a resonancia los núcleos de carbono o hidrógeno. En efecto, los carbonos e hidrógenos aromáticos son deshidados y aparecen en campo bajo.

Imagen del campo magnético de una molécula a medida que Bo aumenta.

Curiosamente, el campo inducido se opone al campo externo en el centro del anillo y, de hecho, hay polienos aromáticos cíclicos donde (debido a restricciones estructurales) algunos de los hidrógenos sí apuntan al centro del anillo. Hay una marcada diferencia entre las resonancias internas y externas de hidrógeno en estos compuestos debido a que los hidrógenos se encuentran en diferentes áreas del campo magnético inducido. Este efecto se llama anisotropía diamagnética.

Una imagen de anulena.

Los espectros IR de los compuestos aromáticos típicamente muestran un\(\mathrm{C-H}\) estiramiento por encima\(3,000 \mathrm{~cm}^{-1}\), y una\(\mathrm{C-C}\) curva alrededor\(1600 \mathrm{~cm}^{-1}\), pero estas señales a menudo se mezclan con otras y, en general, IR no es muy útil para identificar compuestos aromáticos. Por otro lado, la espectroscopia UV-VIS se utiliza a menudo para identificar el cromóforo aromático. El benceno en sí tiene una amplia absorción alrededor\(254 \mathrm{~nm}\) y, como veremos, esta absorción cambia dependiendo de las propiedades de extracción y donación de electrones de los grupos en el propio anillo.