Transcript NMR-spektroskopi IV

NMR-spektroskopi IV
1 (IV)
KEMB01 HT2011, Kemiska Institutionen LU
/KE Bergquist
NMR-spektroskopi IV, Spinn-spinnkoppling
Hur kan vi förutsäga multiplett-mönster och
hur tolkar vi multiplett-mönster i spektra?
1H-NMR
2H
(400MHz), Aceton-d6 δ(ppm) 2,05
kvintett (1:2:3:2:1)
spinn-1 kärna
D
D
CH
C
2 (IV)
O
KEMB01 HT2011, Kemiska Institutionen LU
/KE Bergquist
NMR-spektroskopi IV, Spinn-spinnkoppling
Hur kan vi förutsäga multiplett-mönster och
hur tolkar vi multiplett-mönster i spektra?
Strukturproblem 11 δ(ppm) 1,5
1H
spinn-1/2 kärna
H H
kvintett
(1:4:6:4:1)
3 (IV)
kvintett (1:4:6:4:1)
H H
C
H2
KEMB01 HT2011, Kemiska Institutionen LU
/KE Bergquist
NMR-spektroskopi IV, Spinn-spinnkoppling
Kvintett ?
Intensitetsfördelningen och antalet frekvenser i multipletten beror naturligtvis av
1H
spinn-1/2 kärna
H H
H H
C
H2
den kopplande kärnans spinn!
ββββ
βββα ββαβ βαββ βββα
ααββ αβαβ βααβ αββα βαβα ββαα
αααβ ααβα αβαα βααα
αααα
γγ
γβ βγ
γα αγ ββ
βα αβ
αα
spinn-1 kärna
D
D
CH
C
O
1:2:3:2:1
1:4:6:4:1
Obs! Endast då kopplingsonstanten är lika för
kopplande kärnor och då kopplingskonstanten är
relativt liten gäller det enkla multiplettmönstret.
4 (IV)
2H
KEMB01 HT2011, Kemiska Institutionen LU
/KE Bergquist
NMR-spektroskopi IV, Spinn-spinnkoppling
Olika kopplingskonstanter till en proton
A
H
C
Vinylpivalat
H
O
R
O
H
B
αA βC ≠ βA αC
βA βC
βA αC
αA βC
αA αC
B
A
5 (IV)
KEMB01 HT2011, Kemiska Institutionen LU
/KE Bergquist
C
NMR-spektroskopi IV, Spinn-spinnkoppling
Olika kopplingskonstanter till en proton
A
Vinylpivalat
H
3J
3J
R
O
B
βB βC
βB αC
αB βC
αB αC
AC
O
H
AC
B
A
6 (IV)
H
C
KEMB01 HT2011, Kemiska Institutionen LU
/KE Bergquist
C
NMR-spektroskopi IV, Spinn-spinnkoppling
Olika kopplingskonstanter till en proton
A
Vinylpivalat
H
3J
3J
R
O
B
βB βC
βB αC
αB βC
αB αC
AB
O
H
AB
B
A
7 (IV)
H
C
KEMB01 HT2011, Kemiska Institutionen LU
/KE Bergquist
C
NMR-spektroskopi IV, Spinn-spinnkoppling
Olika kopplingskonstanter till en proton
”Förgreningsanalys”
A
H
C
Vinylpivalat
H
O
R
O
H
B
3J
3J
AB
AC
Multiplettmönster
En dubbel dubblett - dd
B
A
8 (IV)
KEMB01 HT2011, Kemiska Institutionen LU
/KE Bergquist
C
NMR-spektroskopi IV, Spinn-spinnkoppling
Starkt kopplade kärnor - Δδ(A-B) ≈ JAB
9 (IV)
KEMB01 HT2011, Kemiska Institutionen LU
/KE Bergquist
NMR-spektroskopi IV, Spinn-spinnkoppling
Starkt kopplade kärnor - Δδ(A-B) ≈ JAB
Exempel: Warren kap. 11, problem 7
200MHz 1H NMR etylakrylat
10 (IV)
KEMB01 HT2011, Kemiska Institutionen LU
/KE Bergquist
NMR-spektroskopi IV, Spinn-spinnkoppling
Starkt kopplade kärnor - Δδ(A-B) ≈ JAB
JBA = 4 Hz
JBX = 16 Hz
JAX = 10 Hz
200MHz NMR sim etylakrylat
16 Hz
4 Hz
B
X
11 (IV)
A
KEMB01 HT2011, Kemiska Institutionen LU
/KE Bergquist
NMR-spektroskopi IV, Spinn-spinnkoppling
Starkt kopplade kärnor - Δδ(A-B) ≈ JAB
JBA = 4 Hz
JBX = 16 Hz
JAX = 10 Hz
Takeffekt pga. starkt kopplade kärnor, Δδ(A-B) ≈ JAB
200MHz (sim) etylakrylat
Δδ(A-X) = 0.3 ppm = 60 Hz
B
X
12 (IV)
A
KEMB01 HT2011, Kemiska Institutionen LU
/KE Bergquist
NMR-spektroskopi IV, Spinn-spinnkoppling
Starkt kopplade kärnor - Δδ(A-B) ≈ JAB
JBA = 4 Hz
JBX = 16 Hz
JAX = 10 Hz
Takeffekt pga. starkt kopplade kärnor, Δδ(A-B) ≈ JAB
200MHz (sim) etylakrylat
Δδ(A-X) = 0.3 ppm = 60 Hz
400MHz (sim) etylakrylat
Δδ(A-X) = 0.3 ppm = 120 Hz
800MHz (sim) etylakrylat
Δδ(A-X) = 0.3 ppm = 240 Hz
13 (IV)
KEMB01 HT2011, Kemiska Institutionen LU
/KE Bergquist
Tvådimensionell NMR-spektroskopi – 2D NMR
Warren kap. 15 – 1H NMR 2-heptanon
13C-sateliter
14 (IV)
KEMB01 HT2011, Kemiska Institutionen LU
/KE Bergquist
Tvådimensionell NMR-spektroskopi – 2D NMR
500MHz 1H NMR
sextet
15 (IV)
KEMB01 HT2011, Kemiska Institutionen LU
/KE Bergquist
Tvådimensionell NMR-spektroskopi – 2D NMR
500MHz 1H NMR
16 (IV)
KEMB01 HT2011, Kemiska Institutionen LU
/KE Bergquist
Tvådimensionell NMR-spektroskopi – 2D NMR
125MHz 13C NMR
17 (IV)
KEMB01 HT2011, Kemiska Institutionen LU
/KE Bergquist
Tvådimensionell NMR-spektroskopi – 2D NMR
HMQC – Hetero nuclear Multiple Quantum Correlation
δ 13C
δ 1H
18 (IV)
KEMB01 HT2011, Kemiska Institutionen LU
/KE Bergquist
Tvådimensionell NMR-spektroskopi – 2D NMR
HMQC
19 (IV)
KEMB01 HT2011, Kemiska Institutionen LU
/KE Bergquist
Tvådimensionell NMR-spektroskopi – 2D NMR
HMQC
1H spektra 2.5-0.65 ppm
13C spektra
45-6 ppm
20 (IV)
KEMB01 HT2011, Kemiska Institutionen LU
/KE Bergquist
Tvådimensionell NMR-spektroskopi – 2D NMR
HMQC
21 (IV)
KEMB01 HT2011, Kemiska Institutionen LU
/KE Bergquist
Tvådimensionell NMR-spektroskopi – 2D NMR
HMQC
1H spektra 7.4-5.8 ppm
13C spektra
110-141 ppm
22 (IV)
KEMB01 HT2011, Kemiska Institutionen LU
/KE Bergquist
Tvådimensionell NMR-spektroskopi – 2D NMR
COSY 1H-1H
2D Correlation
Spectroscopy
23 (IV)
KEMB01 HT2011, Kemiska Institutionen LU
/KE Bergquist
Tvådimensionell NMR-spektroskopi – 2D NMR
COSY 1H-1H
2D Correlation
Spectroscopy
•  diagonaltoppar
•  korstoppar
a-c
a-b
a-b
24 (IV)
KEMB01 HT2011, Kemiska Institutionen LU
a-c
/KE Bergquist
Tvådimensionell NMR-spektroskopi – 2D NMR
COSY 1H-1H
e-g
2D Correlation
Spectroscopy
e-d
25 (IV)
KEMB01 HT2011, Kemiska Institutionen LU
/KE Bergquist
Tvådimensionell NMR-spektroskopi – 2D NMR
HMQC
26 (IV)
KEMB01 HT2011, Kemiska Institutionen LU
/KE Bergquist
Tvådimensionell NMR-spektroskopi – 2D NMR
HMBC – Hetero nuclear Multiple bond Correlation
27 (IV)
KEMB01 HT2011, Kemiska Institutionen LU
/KE Bergquist
Tvådimensionell NMR-spektroskopi – 2D NMR
HMBC
28 (IV)
KEMB01 HT2011, Kemiska Institutionen LU
CH2OH
/KE Bergquist
Tvådimensionell NMR-spektroskopi – 2D NMR
HMBC
29 (IV)
KEMB01 HT2011, Kemiska Institutionen LU
/KE Bergquist
Tvådimensionell NMR-spektroskopi – 2D NMR
HMBC
30 (IV)
KEMB01 HT2011, Kemiska Institutionen LU
/KE Bergquist