ν [Hz] δ [ppm] = ν rif [MHz]

Documenti analoghi
L effetto del sostituente (induttivo e coniugativo) modifica:

Informazioni che si possono ricavare da uno spettro protonico

Benzil Acetato. Linea dell integrale. La linea dell integrale rappresenta una quantità proporzionale al numero di H. Rapporto tra le altezze

Spettroscopia di Risonanza Magnetica Nucleare

+ ε (deschermo) ε (schermo) α β α. B o

Introduzione alla Risonanza Magnetica Nucleare

NMR Stato Solido. Non distruttivo. Studio di materiali. Polimeri insolubili, membrane cellulari, materiali ceramici, legno, ossa

Assorbimenti di alcani (stretching. Corso Metodi Fisici in Chimica Organica Prof. Renzo LUISI Uniba. vietata la vendita

MISURA DELLA SUSCETTIVITA MAGNETICA. Elettroni e particelle nucleari sono dotati di spin. Si orientano in un campo magnetico.

Risonanza Magnetica Nucleare

NMR e Fenomeni Dinamici

NUCLEI NMR ATTIVI E SPIN

Parametri da cui dipendono le costanti di accoppiamento

Spettroscopia NMR Interazioni spin-spin

SISTEMI DI SPIN E COSTANTE DI ACCOPPIAMENTO. Corso Metodi Fisici in Chimica Organica Prof. Renzo LUISI Uniba. vietata la vendita

COMPOSTI AROMATICI. Formula C 6 H 6

Risonanza magnetica di spin: ESR (o EPR) nucleare: RMN/NMR

Lezione n. 26. Principi generali della spettroscopia IR. 02/03/2008 Antonino Polimeno 1

FORZE INTERMOLECOLARI

INTERPRETAZIONE DEGLI SPETTRI IR

Spettroscopia di Risonanza Magnetica Nucleare (NMR)

Risonanza magnetica nucleare protonica (NMR - PMR)

TEORIA DEL LEGAME DI VALENZA (VB) e GEOMETRIA MOLECOLARE (teoria VSEPR)

H, banda allargata) Stretching C-OC Scarso valore diagnostico

Valitutti, Falasca, Tifi, Gentile. Chimica. concetti e modelli.blu

rappresenta la cinetica del processo: se è grande il processo è lento

Risonanza Magnetico Nucleare

La spettroscopia NMR può dare una un grande numero di informazioni sulla struttura di molecola organiche. Esempio di uno spettro NMR

SPETTROSCOPIA UV-VIS LEZIONE 9

FENOMENI CHE CAUSANO ALLARGAMENTO DI RIGA NEGLI SPETTRI NMR. Nuclei con momento di quadrupolo; Sostanze paramagnetiche; Processi di scambio.

Identificazione di un composto organico:

Aromaticità Un composto si definisce aromatico se possiede un anello di elettroni chiuso.

SPETTROSCOPIA DI RISONANZA MAGNETICA NUCLEARE. Studio dell Equilibrio Cheto-Enolico 2,4- pentadione 3-metil-2,4-pentadione

Legame chimico: covalente polare Legame covalente polare

CHIMICA ORGANICA I con Elementi di Laboratorio Corso di Laurea in CHIMICA, Chimica Applicata, Scienza dei Materiali (L.T.)

IL LEGAME COVALENTE SECONDO LA MECCANICA ONDULATORIA L

I RADICALI. Caratteristiche

Spettroscopia 13 C NMR

La chimica della vita: i composti organici. CARBOIDRATI LIPIDI PROTEINE ACIDI NUCLEICI (DNA, RNA)

Elettronegatività Elettronegatività

Aromaticità. Addizione elettrofila alcheni

CAPITOLO 4 STRUTTURE MOLECOLARI

E INT = 0 1) la carica ceduta al conduttore deve essere localizzata sulla sua superficie INT =

BREVE INTRODUZIONE ALLA SPETTROSCOPIA NMR

1. INTRODUZIONE. CAPITOLO 7 NMR Spettroscopia 13 C-NMR

Gli idrocarburi sono composti organici, che contengono soltanto atomi di carbonio e di idrogeno. Gli atomi di carbonio (C) sono legati tra loro a

LO SPETTRO ELETTROMAGNETICO

Complessi π. Complessi alchenici (monoolefine)

ORBITA ORBIT LI ALI MOLECOLARI

Il legame chimico II: la geometria molecolare e l ibridizzazione degli orbitali atomici. Capitolo 10

Approfondimento. Forze magnetiche su fili percorsi da corrente: dipoli magnetici

Spettroscopia NMR (Risonanza Magnetica Nucleare)

Effetto Zeeman anomalo

M A G N E T I S M O in C H I M I C A

MOLECOLE. 2 - i legami chimici. Prof. Vittoria Patti

Selezione per le Olimpiadi Internazionali della Chimica 2011 Fase nazionale Soluzione dei problemi a risposta aperta. :.. Xe O..

Non rigidità che coinvolge la coordinazione del legante

Corso di Laurea in CHIMICA (L.T.) Esercitazione n. 1 - Struttura delle molecole e modo di scrivere le formule

Fondamenti di chimica organica Janice Gorzynski Smith Copyright 2009 The McGraw Hill Companies srl

ACIDI CARBOSSILICI Gli acidi carbossilici presentano tre bande caratteristiche dovute al gruppo funzionale COOH

Determinazione NMR della tatticità di un polimero

LEGAMI INTERMOLECOLARI LEGAMI INTERMOLECOLARI

L ONDA ELETTROMAGNETICA UNITA DI MISURA E DEFINIZIONI. ν ν. λ =

Spettroscopia. 05/06/14 SPET.doc 0

CORSO DI CHIMICA ORGANICA. Testo consigliato: Chimica Organica H.Hart,D.J.Hart, L.E.Craine Zanichelli

I legami covalenti eteronucleari spostano la carica del legame sull atomo più elettronegativo

Lo spettro 13 C NMR. La spettroscopia

CHIMICA ORGANICA - CLASSE 3 - RISPOSTE

INTRODUZIONE ALLO STUDIO DELLA CHIMICA ORGANICA

Alcani e cicloalcani. Nomenclatura e nomi comuni Struttura e proprietà Reazioni

Complementi di Chimica Organica. Composti Aromatici: Benzene C 6 H 6 (1825) (1865) Friedrich August Kekulé

Facoltà di Scienze M.F.N.

Magnete. Campo magnetico. Fenomeni magnetici. Esempio. Esempio. Che cos è un magnete? FENOMENI MAGNETICI

IDROCARBURI I ALCANI ANALISI CONFORMAZIONALE

Spettroscopia 2D NMR. Uno spettro 1D NMR: intensità in funzione della frequenza. Uno spettro 2D NMR: intensità in funzione di due frequenze.

Spettroscopia NMR (Risonanza Magnetica Nucleare)

Formulario. (ε = ε 0 nel vuoto, ε 0 ε r nei mezzi; µ = µ 0 nel vuoto, µ 0 µ r nei mezzi) Forza di Coulomb: F = k Q 1Q 2 r 2 = 1 Q 1 Q 2

GEOMETRIA MOLECOLARE. La struttura di Lewis non fornisce alcuna indicazione sulla forma delle molecole in

CARATTERIZZAZIONE RILASSOMETRICA DI VINI ED ACETI

Lezione 15 Geometrie lineari di confinamento magnetico

delle interazioni accoppiate dell intorno dei due atomi nell ambito della molecola.

Si osserva il comportamento dei protoni La proteina è in soluzione

IN UN ATOMO SI DISTINGUE UN NUCLEO CARICO POSITIVAMENTE ATTORNO AL QUALE RUOTANO PARTICELLE CARICHE NEGATIVAMENTE: GLI ELETTRONI (e - ) (-)

Elementi di Fisica 2CFU

CHIMICA II (CHIMICA ORGANICA)

L ONDA ELETTROMAGNETICA UNITA DI MISURA E DEFINIZIONI. ν ν. λ =

L'energia media V di interazione fra uno ione avente carica q e un dipolo permanente ad una distanza r Ä

Il legame dativo o coordinativo: lo stesso atomo fornisce i due elettroni di legame.

Formule di risonanza. Chimica Organica II. Come individuarle: Come valutarne l importanza:

CENNI SUL TIPO DI FORZE

PERCHE STUDIARE LA CHIMICA ORGANICA?

NMR bidimensionale (2D NMR)

Lezione n. 20. Visibile. La spettroscopia UV/Visibile. Antonino Polimeno 1

LA STRUTTURA DELLE MOLECOLE. Le Molecole Poliatomiche

IL LEGAME SIGMA σ E IL LEGAME PI- GRECO π

LA MATERIA ED I SUOI STATI

ESERCIZI ESERCIZI. 1) L equazione di stato valida per i gas perfetti è: a. PV = costante b. PV = nrt c. PV = znrt d. RT = npv Soluzione

Legame covalente polare

Transcript:

EMIAL SIFT SPSTAMENT IMI sizione del segnale di risonanza dei protoni di una molecola) pettrometria NMR non sarebbe molto utile se tutti i protoni risuonassero alla stessa uenza!! toni all interno di una molecola non presentano un unica unica frequenza di risonanza, essi onano a frequenze leggermente diverse a causa di intorni chimici differenti. diverse frequenze di risonanza osservate sono dovute principalmente agli elettroni enti nella molecola: Sotto l influenza del campo magnetico esterno gli elettroni tendono ssumere un movimento rotatorio, generando essi stessi un campo magnetico indotto si oppone al campo magnetico applicato B 0.ome risultato si osserva che inuclei sono ermati ossia sentono un campo magnetico effettivo B eff minore rispetto a quello licato B 0. B 0 Nucleo Moto degli elettroni Linee di forza del campo magnetico indotto B eff = B 0 σb 0 = B 0 (1 σ) σ = costante di schermo La schermatura diamagnetica di un nucleo proporzionale alla densità elettronica su que nucleo.

EMIAL SIFT SPSTAMENT IMI sizione del segnale di risonanza dei protoni di una molecola) differenza nella posizione di assorbimento di un protone rispetto alla posizione orbimento di un protone di riferimento viene definita spostamento chimico o unemente chemical shift. L entità dello spostamento è misurato in parti per milione (p è espresso con δ. x 10 ν 6 La riferimento campione = ν campione - ν riferimento ν [z] La molecola usata come riferimento è TetraMetilSilano TMS che presenta proto fortemente schermati a causa dell effet induttivo +I esercitato dal silici Generalmente la maggioranza dei compos organici presenta segnali a sinistra del TMS δ [ppm] = organici ν rif [Mz] ν = γ (1 σ) B 0 2π La frequenza di risonanza di un nucleo è proporzionale al campo applicato B 0 e al fattore di schermo (1 σ). clei in intorni chimici diversi avranno differenti valori di spostamento chimico, mentre nuclei llo stesso intorno chimico avranno lo stesso spostamento chimico.

EMIAL SIFT SPSTAMENT IMI sizione del segnale di risonanza dei protoni di una molecola) calcolo del δ risulta molto utile ai fini partici in quanto rende possibile il confronto dei chemical shift differenti campi magnetici (strumenti con diversa potenza). [ppm] = ν [z] νrif [Mz] In 1 ppm ci sono 300 z (o cps) pi bassi ampi alti In 1 ppm ci sono 600 z (o cps)

EMIAL SIFT SPSTAMENT IMI sizione del segnale di risonanza dei protoni di una molecola) ν = γ (1 σ) B 0 2π frequenza di risonanza di un nucleo è proporzionale al campo applicato B 0 e alla costante chermo σ. Il valore di σ varia tra 0e1eded èinfluenzato da diversi fattori: hermatura diamagnetica e paramagnetica hermatura dovuta agli elettroni esterni di legame e di non legame: -Anisotropia diamagnetica -Schermatura di Van der Waals -Schermatura da campo elettrico tti i fattori che influenzano σ,, influenzeranno il chemical shift!! 1. Intramolecolari: l - Effetti induttivi - Effetti di anisotropia di legame - Effetti di repulsione di Van der Waals 2. Effetto del solvente 3. Effetto della concentrazione 4. Effetto della temperatura 5. Presenza di legami idrogeno

TTRI E INFLUENZAN IL EMIAL SIFT FETT INDUTTIV ll esempio sono riportati i valori di chemical shif dei protoni del 3 Br, 2 Br 2, Br 3, rispetto al S. La diminuzione di densità elettronica porta ad un deschermo sul protone. schermatura diamagnetica di un nucleo è porzionale alla densità elettronica su quel cleo!! Il calcolo del δ si effettua conoscendo frequenza di risonanza del protone campione e la frequenza di lavoro (90 Mz) F = 4.0 = 3.5 l = 3.1 Br =2.8 I = 2.5 = 2.1 3 F 3 3 l 3 Br 3 I cleo!! 4.26 3.40 3.05 2.68 2.16 0.23 ppm 4

TTRI E INFLUENZAN IL EMIAL SIFT fetti di anisotropia di legame no effetti dovuti ai campi magnetici indotti dalla circuitazione di elettroni ame e di non legame presenti nella molecola. A seconda dell orientazione del lecola rispetto alle linee di forza del campo magnetico applicato, si pot istere ad una variazione dell intensità del campo magnetico indot isotropia). Tale fenomeno dipenderà dalla suscettività degli elettroni di legam ia la capacità di creare un campo magnetico indotto a seconda dell orientazion gami all interno delle molecole organiche danno luogo a fenomeni di anisotrop influenzano la posizione di risonanza dei protoni presenti. X X δ l = 0.45 Br = - 4.35 I = - 13.25 Effetto schermante Effetto deschermante B 0 La suscettività degli elettr dipende dall orientazione, molecole lineari è massima qua la molecola è allineata con le line forza di B 0.

TTRI E INFLUENZAN IL EMIAL SIFT ffetti di anisotropia di legame nisotropia di un determinato legame è correlata alla capacità che hanno i suoi elettroni are nello spazio differenti zone di schermo e deschermo a seconda dell orientazione de lecola rispetto alle linee di forza di B 0. Ai fini dell interpretazione degli spettri NMR portante considerare gli effetti di anisotropia dei seguenti legami: alcolare l anisotropia di legami semplici e doppi è possibile utilizzare l equazione di onnell che considera ivalori della suscettibilità trasversale χ e longitudinale χ.il ributo medio alla schermatura di un nucleo σ è dato da: 1 σ = ( χ - χ ) ( 1-3cos 2 θ ) 3r 3 4π θ distanza del protone considerato dal centro del legame considerato angolo formato con la congiungente la direzione del legame tale equazione posso valutare se in una determinata regione dello spazio avrò schermo 0) o deschermo (σ < 0). Per θ =54.7 σ =0, non si osserva nessun effetto. Il risultato co sono delle zone di schermo e deschermo intorno ad un legame

TTRI E INFLUENZAN IL EMIAL SIFT pio legame massima suscettività si osserva quando iano del doppio legame è penetrato pendicolarmente dalle linee di B 0. i toni che giaccioni sul piano individuato li orbitali sp 2, vengono deschermati tanto risuonano a campi bassi. + + Zone di schermo Zone di descherm + + Zone di schermo Zone di deschermo arbonile L effetto anisotropo è analogo a quello de doppio legame. I protoni nel piano de legame = sono deschermati e cadono campi bassi. I protoni aldeidici cadono valori molto più bassi dei protoni olefinici ( 9 10 ppm) a causa di un effetto induttivo addizionale.

TTRI E INFLUENZAN IL EMIAL SIFT ame semplice effetti di anisotropia del legame semplice σ porta ad un effetto di deschermo su oni del metano in seguito alla sostituzione con gruppi alchilici. Inoltre tale effetto tifica anche la diversa frequenza di risonanza osservata per i protoni assiali ( a ) ed atoriali ( e ) in cicloesani. Zone di schermo a + + Zone di deschermo e δ e > δ a o legame assima suscettività si osserva quando le linee 0 sono dirette lungo l asse di legame π. Per i oni acetilenici l anisotropia produce, quindi, un to schermante che porta la risonanza verso pi alti. ltre all effetto di anisotropia, negli ini è presente un effetto di induttivo del triplo me di tipo deschermante, pertanto tali protoni no a sinistra rispetto agli alcani. + + Zone di descher Zone di scherm

TTRI E INFLUENZAN IL EMIAL SIFT llo aromatico tto della corrente di anello suscettibilità degli elettroni π dell anello aromatico è massima quando le linee di forza attraversano l anello perpendicolarmente. Il campo magnetico indotto crea una zona chermo nel luogo dei protoni nel piano dell anello anello. Sopra e sotto il piano si osserva un a di schermo. La schermatura sopra esotto il piano èpiù intensa della deschermatura n no dell anello. B anello B o + Zone di schermo Zone di deschermo + 3 3 δ ( 3 ) ~ -4 δ (Ar-) ~ 8-2.99 +9.28 7.27 779 7.79 7.41

TTRI E INFLUENZAN IL EMIAL SIFT tti di anisotropia: esempi 7.27 8.01 8.47 1.88 3 3.53 3.75 3 2 2 ( 2 ) 4 0.8 ( 2 ) 4 2.6 2.10 3 8.13 8.15 7.80 5.77 N 8.60 N 5.70

TTRI E INFLUENZAN IL EMIAL SIFT etto di schermatura di Van der Waals un protone all interno di una molecola, per ragioni conformazionali, è vicino ad altro atomo/gruppo ad una distanza inferiore alla somma dei raggi di VdW, si iste ad un effetto di deschermo. R R 1.0 3.5 Nei pagodani è possibile evidenziare l effe della vicinanza tra i gruppi o c produce uno shift a campi bassi

hemical Shift R R N R Ph R R R (R) R 3 3 l 3 R Ph 3 NR 2 R 3 3 TMS = Me 3 Me Si M Me TMS 9 pi bassi hermati 8 7 6 5 δ ppm 4 3 2 1 0 ampi alti schermati

REGLE DI ADDITTIVITA PER LA STIMA DEI EMIAL SIFTS o state formulate delle regole semiempiriche per il calcolo della frequenza d nanza di protoni in un certo intorno chimico. Queste regole presuppongon dittività degli effetti dei sostituenti. toni Metilenici (regole di Shoolery) 2 R 2 1.25 + I 1 + I 2 R 3 Protoni Metinici R 1 R 2 δ = 1.50 + I 1 + I 2 + I 3

REGLE DI ADDITTIVITA PER LA STIMA DEI EMIAL SIFTS rotoni lefinici R cis R trans δ = 5.25 + I gem + I cis + I trans R gem

REGLE DI ADDITTIVITA PER LA STIMA DEI EMIAL SIFTS Protoni Aromatici R δ = 7.26 + ΣI

REGLE DI ADDITTIVITA PER LA STIMA DEI EMIAL SIFTS 6 5 2 2 5 δ sp =3.86 δ sp = 4.65 ( 6 5 ) 3 δ sp = 5.56 δ sp = 5.82 δ sp = 6.20 δ sp = 6.38 3 δ sp = 6.37 δ sp = 5.28 δ sp = 6.69 δ sp = 5.73 δ sp = 7.82 δ sp = 6.47 l 3 δ sp = 8.17 N 2 N 2 δ sp = 6.5 δ sp = 6.97 δ sp = 6.97 3 p 2 N δ sp = 5.76 sp N 2 l δ sp = 7.52 δ sp = 7.0 l 3 δ sp = 7.28 N 2 δ sp = 6.76 δ sp = 5.86 δ sp = 8.47 N 2 δ sp = 8.72

REGLE DI ADDITTIVITA PER LA STIMA DEI EMIAL SIFTS p-xilene: 3 a δ a = 7.26-0.18-0.10 = 6.98 (6.97) δb = δ a 3 b 1-loro-4-nitrobenzene N 2 δ a = 7.26 + 0.95-0.02 = 8.19 (8.17) δ b = 7.26 + 0.03 + 0.26 = 7.55 (7.52) a b l mesitilene 3 δ = 7.26-2 * 0.18-0.20 = 6.70 (6.78) 3 a 3 2,4-dinitro-1-metossibenzene 3 δ a = 7.26-0.48 + 2 * 0.26 = 7.30 (7.28) δ b = 726+095+038-7.26 0.95 + 0.38 009= 0.09 850(847) 8.50 (8.47) δ c = 7.26 + 2 * 0.95-0.09 = 9.07 (8.72) a b N 2 N 2 c

EFFETT DELLA RISNANZA SUL EMIAL SIFT Gruppi elettron donatori grado di coniuga determinano un effetto schermo sui protoni o dell anello aromatico

EFFETT DELLA RISNANZA SUL EMIAL SIFT Gruppi elettron attrattori grado di coniuga determinano un deschermo protoni aromatico orto dell ane

aratteristiche di uno spettro NMR ) hemical shift danno indicazioni sul tipo di protoni presenti ) Integrali danno indicazioni sul rapporto tra i protoni presenti. ) Accoppiamenti - danno informazioni sulle relazioni tra gruppi.

tegrali integrali danno informazioni sul rapporto dei diversi protoni. Son presentati da un valore corrispondente all area del picco proporzionale a mero dei protoni. Nello spettro del acetato di etile ci sono i segnali del ino al =, del 2 e del 3 legato al 2. Il rapporto tra questi segnali è di : 3, rispettivamente. Sulla base dell altezza dell integrale è possibile riconoscer 2 mentre per distingure i 3 dobbiamo considerare il chemical shift coppiamento. 3'S 3 3'S 3 2 'S rapporto degli integrali mi consente di stabilire il pporto molare di miscele di composti. A B = S A n B S B n A