Comment exploiter un spectre RMN du proton ? Résonance Magnétique Nucléaire 1H

PRINCIPE : file:///Users/gauthierleynaud/Desktop/C06_RMN_proton.swf L’échantillon contenant la molécule à analyser est placé dans un champ magnétique intense. On le soumet à une onde électromagnétique afin que les noyaux d’hydrogène passent dans un état excité. On peut comparer les atomes d’hydrogène à des boussoles : en l’absence de tout champ, l’aiguille s’oriente de façon quelconque alors que, soumise à un champ, elle s’oriente dans la direction et le sens de ce champ.

Lorsqu’ils se désexcitent, ils émettent un signal dont on mesure la fréquence. Ce signal dépend de l’environnement chimique du proton considéré (nombre et nature des atomes proches) : c’est le phénomène de résonance magnétique nucléaire du proton (RMN). A cette fréquence est lié un déplacement chimique δ exprimé en parties par million (ppm). Plus le champ magnétique est grand, plus le spectre obtenu est précis.

Introduction du vocabulaire Spectre RMN de l’éthanol Constitué de multiplet (triplet) Massif pic Constitué de multiplet (quadruplet) Courbe d’intégration Référence : TMS En abscisse : Déplacement chimique ( ou chemical shift) en ppm

Protons équivalents et nombre de « pics » 2-méthylpropan-2-ol 9 Protons équivalents Ha a a a b 2 pics 9 protons équivalents Ha 1 proton Hb

Protons équivalents et nombre de « pics » Ethanal 3 protons équivalents Ha 1 proton Hb a b 2 pics Ethanoate d’éthyle 3 protons équivalents Ha 2 protons Hb 3 protons équivalents HC 3 massifs c b a

Que représente le déplacement chimique ? Ethanal a b R-CO-H 9,8 ppm CH3 -CHO 2,1 ppm Extrait des tables : Type de proton  /ppm R-CH3 0,8 – 1,2  R-OH 0,5 -6 R –CH2-R 1,2 – 1,4 R-COO-H 10 - 13 R – CH2 -OH 3,3 – 3,4 -CH-O-COR (CH3 à CH) 3,7 -4,8 R-CO-CH3 2,1 -2,6 -CH-COOR (CH3 à CH) 2,0 -2,4 R-CO-H 9,5 -9,6 R-CH-OH (CH3 à CH) 3,4 – 3,8

Que représente le déplacement chimique ? 2-méthylpropan-2-ol v CH3-C(CH3)2-OH 1,3 ppm ROH 2,8 ppm

Que représente le déplacement chimique ? Ethanoate d’éthyle c CH3-R 1,3 ppm b 4,1 ppm O=C-O-CH2 –CH3 a 2 ppm O=C-CH3

Comment utiliser la courbe d’intégration ? 2-méthylpropan-2-ol a b h1/h2 = 9 h1 Nb protons équivalents h1 / Nb protons équivalents h2 = 9 9 protons Ha pour 1 proton Hb h2 Courbe d’intégration

Comment utiliser la courbe d’intégration ? Pic 1 Pic 2 Ethanal CH3 – CHO (a) (b) 3 protons équivalents H(a) 1 proton H(b) Les protons H(a) sont associés au pic 1 Le proton H est associé au pic 2 h1/h2 = 3 Ethanol CH3 – CH2OH (a) (b) (c) 3 protons équivalents Ha 2 protons équivalents Hb 1 proton Hc Les protons H(a) sont associés au massif 1 Le proton Hc est associé au pic 2 Les protons Hb sont associés au massif 3 h1/h2 = 3 h3/h2 = 2

Comment utiliser la multiplicité d’un signal ? Butanone CH3-CH2-CO-CH3 CH3-CH2-CO-CH3 (b) (a) (c) 2 voisins - CH2- 3 voisins –CH3- Pas de voisin Triplet singulet quadruplet

Comment utiliser la multiplicité d’un signal ? zoom zoom septuplé Doublet 6 voisins 1 voisin -CH3 Propan-2-ol C-H -O-H

Comment utiliser la multiplicité d’un signal ? Butanone Pas de voisin donc singulet 2 voisins donc triplet 3 voisins donc quadruplet

Comment utiliser la multiplicité d’un signal ? Propanoate de méthyle zoom Pas de voisin donc singulet zoom 2 voisins donc triplet 3 voisins donc quadruplet

Comment relier une molécule à un spectre ? 1-bromopropane h2 h3 h1 h1 = 1,5 h2 et h2 = h3. 3 + 2 voisins non équivalents donc multiplet 2 voisins donc triplet Déplacement chimique 1 ppm 2 voisins donc triplet Déplacement chimique à 3,4 ppm

Le paracétamol Zoom sur les massifs 2 et 3

Paracétamol