Chapitre 6. Analyse spectrale 6.4. Spectroscopie RMN (livre p.224)

1. Présentation du spectre RMN du proton Résonance Magnétique Nucléaire 1H

1. Présentation du spectre RMN Exemple : 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

2. Protons équivalents Des protons équivalents sont des protons qui possèdent un environnement chimique identique dans une molécule.

2 pics 2-méthylpropan-2-ol 9 Protons équivalents Ha b 2 pics 9 protons équivalents Ha 1 proton Hb

Ethanal 2 pics Ethanoate d’éthyle 3 massifs 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

3. Le déplacement chimique

3. Le déplacement chimique Tétraméthylsilane (TMS)

Exemple: Ethanal a b R-CO-H 9,8 ppm CH3 -CHO 2,1 ppm

Exemple: 2-méthylpropan-2-ol v CH3-C(CH3)2-OH 1,3 ppm ROH 2,8 ppm

Ethanoate d’éthyle Exemple : c CH3-R 1,3 ppm b 4,1 ppm O=C-O-CH2 –CH3 O=C-CH3

le déplacement chimique augmente si: un atome voisin est très électronégatif une liaison double est proche (C=O ou C=C)

4. La courbe d’intégration L’aire sous les pics est proportionnelle au nombre de protons équivalents correspondant à ce pic. La courbe d’intégration permet de calculer le rapport des aires sous le pic

4. 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

Le rapport des hauteurs h (équivalent au rapport des aires) est égal au rapport du nombre de protons équivalents de chaque signal.

CH3 – CHO CH3 – CH2OH Pic 1 Pic 2 Ethanal (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

5. 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

Règle des (n+1)-uplets : n protons équivalents voisins (portés par des carbones adjacents) conduisent à signal constitué de (n+1) pics

Propan-2-ol septuplé Doublet 6 voisins 1 voisin zoom -CH3 zoom -O-H

Pas de voisin donc singulet Butanone Pas de voisin donc singulet 2 voisins donc triplet 3 voisins donc quadruplet

Pas de voisin donc singulet 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