SPEKTROSKOPIA NMR PODEJŚCIE PRAKTYCZNE DR INŻ. TOMASZ LASKOWSKI CZĘŚĆ: II

Podobne dokumenty
Magnetyczny rezonans jądrowy

SPEKTROSKOPIA NMR PODEJŚCIE PRAKTYCZNE DR INŻ. TOMASZ LASKOWSKI CZĘŚĆ: III

Zastosowanie spektroskopii NMR do określania struktury związków organicznych

SPEKTROSKOPIA NMR. No. 0

impulsowy NMR - podsumowanie

Zastosowanie spektroskopii NMR do badania związków pochodzenia naturalnego

NMR (MAGNETYCZNY REZONANS JĄDROWY) dr Marcin Lipowczan

SPEKTROSKOPIA NMR PODEJŚCIE PRAKTYCZNE DR INŻ. TOMASZ LASKOWSKI CZĘŚĆ: IV. mgr inż. Marcin Płosiński

Spektroskopia Magnetycznego Rezonansu Jądrowego (NMR) (NMR Spectroscopy)

ĆWICZENIE NR 5 ANALIZA NMR PRODUKTÓW FERMENTACJI ALKOHOLOWEJ

Spektroskopia. Spotkanie drugie UV-VIS, NMR

ν 1 = γ B 0 Spektroskopia magnetycznego rezonansu jądrowego Spektroskopia magnetycznego rezonansu jądrowego h S = I(I+1)

POŁOŻENIA SYGNAŁÓW PROTONÓW POŁOŻENIA SYGNAŁÓW ATOMÓW WĘGLA

Przesunięcie chemiczne, stałe sprzężenia

Interpretacja widm 1 H NMR podstawy i przykłady

FIZYKOCHEMICZNE METODY USTALANIA BUDOWY ZWIĄZKÓW ORGANICZNYCH. Witold Danikiewicz

IDENTYFIKACJA ZWIĄZKÓW ORGANICZNYCH METODAMI SPEKTROSKOPOWYMI SPEKTROSKOPIA W PODCZERWIENI (IR)

Spektroskopia magnetycznego rezonansu jądrowego - wprowadzenie

SN-8 Kwas acetylosalicylowy SE-3 2,4,6-Tribromofenol. SN-10 Bromek izopropylu SE-5 p-nitroacetanilid. SN-11 Bromek izobutylu* SE-7 Fenol

Spektroskopowe metody identyfikacji związków organicznych

Analiza Organiczna. Jan Kowalski grupa B dwójka 7(A) Własności fizykochemiczne badanego związku. Zmierzona temperatura topnienia (1)

Badania trybologiczne materiałów inżynierskich Wyznaczanie przepuszczalności par wody przez materiały opakowań DWUMIESIĘCZNIK 3/ 2018

Spektroskopia NMR w badaniach struktury i aktywności biomolekuł

Ćwiczenie 3 Pomiar równowagi keto-enolowej metodą spektroskopii IR i NMR

III.1 Atom helu i zakaz Pauliego. Atomy wieloelektronowe. Układ okresowy

Spektroskopia magnetycznego rezonansu jądrowego (NMR)

FID Free Induction Decay. Rejestracja widm NMR metodą fali ciągłej CW (Continuous Wave)

Podczerwień bliska: cm -1 (0,7-2,5 µm) Podczerwień właściwa: cm -1 (2,5-14,3 µm) Podczerwień daleka: cm -1 (14,3-50 µm)

PRACOWNIA PODSTAW SPEKTROSKOPII MOLEKULARNEJ

ZAAWANSOWANE METODY USTALANIA BUDOWY ZWIĄZKÓW ORGANICZNYCH

METODY SPEKTROSKOPOWE

Ćwiczenie 2 Przejawy wiązań wodorowych w spektroskopii IR i NMR

Informacje uzyskiwane dzięki spektrometrii mas

Spektroskopia. Spotkanie pierwsze. Prowadzący: Dr Barbara Gil

INADEQUATE-ID I DYNAMICZNY NMR MEZOJONOWYCH. 3-FENYLO-l-TIO-2,3,4-TRIAZOLO-5-METYUDÓW. Wojciech Bocian, Lech Stefaniak

ANALITYKA W KONTROLI JAKOŚCI

Spektroskopia Jader 13 C i efekt Overhausera

ekranowanie lokx loky lokz

MAGNETYCZNY REZONANS JĄDROWY WODORU

Metody spektroskopowe w identyfikacji związków organicznych. Barbara Guzowska-Świder Zakład Informatyki Chemicznej, PRz

II.6 Atomy w zewnętrznym polu magnetycznym

2. Właściwości kwasowo-zasadowe związków organicznych

Budowa atomu Poziom: rozszerzony Zadanie 1. (2 pkt.)

SPEKTROSKOPIA MOLEKULARNA 2015/16 nazwa przedmiotu SYLABUS A. Informacje ogólne

SPEKTROSKOPIA MAGNETYCZNEGO REZONANSU JĄDROWEGO IZOTOPÓW INNYCH NIś 1 H i 13 C

PRODUKTY CHEMICZNE Ćwiczenie nr 3 Oznaczanie zawartości oksygenatów w paliwach metodą FTIR

Kombinatoryczna analiza widm 2D-NOESY w spektroskopii Magnetycznego Rezonansu Jądrowego cząsteczek RNA. Marta Szachniuk

Spektroskopia Analiza rotacyjna widma cząsteczki N 2. Cel ćwiczenia: Wyznaczenie stałych rotacyjnych i odległości między atomami w cząsteczce N 2

Br Br. Br Br OH 2 OH NH NH 2 2. Zakład Chemii Organicznej: kopiowanie zabronione

MAGNETYCZNY REZONANS JĄDROWY WODORU

UDA-POKL /09-00

Budowa atomu Poziom: podstawowy Zadanie 1. (1 pkt.)

Spektroskopowe metody identyfikacji związków organicznych / Robert. Spis treści

Właściwości chemiczne i fizyczne pierwiastków powtarzają się w pewnym cyklu (zebrane w grupy 2, 8, 8, 18, 18, 32 pierwiastków).

Wyznaczanie struktury długich łańcuchów RNA za pomocą Jądrowego Rezonansu Magnetycznego. Marta Szachniuk Politechnika Poznańska

IDENTYFIKACJA JAKOŚCIOWA NIEZNANEGO ZWIĄZKU ORGANICZNEGO

Elektronowa struktura atomu

Impulsy selektywne selektywne wzbudzenie


Magnetyczny Rezonans Jądrowy (NMR)

SPEKTROSKOPIA NMR PODEJŚCIE PRAKTYCZNE DR INŻ. TOMASZ LASKOWSKI CZĘŚĆ: I. Animacje na slajdach przygotował mgr inż.

Model Bohra budowy atomu wodoru - opis matematyczny

Liczby kwantowe elektronu w atomie wodoru

Podstawowe własności jąder atomowych

METODY SPEKTROSKOPOWE II. UV-VIS od teorii do praktyki Jakub Grynda Katedra Technologii Leków i Biochemii

Wstęp do Optyki i Fizyki Materii Skondensowanej

2. Metody, których podstawą są widma atomowe 32

Ćwiczenie 3 Pomiar równowagi keto-enolowej metodami spektroskopii IR i NMR

Atom wodoru. Model klasyczny: nieruchome jądro +p i poruszający się wokół niego elektron e w odległości r; energia potencjalna elektronu:

Jak analizować widmo IR?

Optyczna spektroskopia oscylacyjna. w badaniach powierzchni

Geometria cząsteczek wieloatomowych. Hybrydyzacja orbitali atomowych.

1. Od czego i w jaki sposób zależy szybkość reakcji chemicznej?

Spektroskopia. mössbauerowska

WIDMA W POLU MAGNETYCZNYM SPEKTROSKOPIA NMR

Uniwersytet Śląski w Katowicach str. 1 Wydział

Wrocław dn. 23 listopada 2005 roku

Wykład 5 Widmo rotacyjne dwuatomowego rotatora sztywnego

Zastosowanie spektroskopii UV/VIS do określania struktury związków organicznych

I ,11-1, 1, C, , 1, C

UKŁAD OKRESOWY PIERWIASTKÓW

Cel główny: Uczeń posiada umiejętność czytania tekstów kultury ze zrozumieniem

Spektroskop, rurki Plückera, cewka Ruhmkorffa, aparat fotogtaficzny, źródło prądu

Atomy w zewnętrznym polu magnetycznym i elektrycznym

Fizykochemiczne metody w kryminalistyce. Wykład 7

Ćwiczenie 4. Filtry o skończonej odpowiedzi impulsowej (SOI)

Spektroskopia molekularna. Spektroskopia w podczerwieni

Teoria Orbitali Molekularnych. tworzenie wiązań chemicznych

p.n.e. Demokryt z Abdery. Wszystko jest zbudowane z niewidzialnych cząstek - atomów (atomos ->niepodzielny)

ANALIZA SPECJACYJNA WYKŁAD 7 ANALIZA SPECJACYJNA

Ćwiczenie 3,4. Analiza widmowa sygnałów czasowych: sinus, trójkąt, prostokąt, szum biały i szum różowy

Opracowała: mgr inż. Ewelina Nowak

AVANCE. Podręcznik dla początkujących użytkowników Podręcznik użytkownika. Innovation with Integrity. Version Polnisch 006 MRJ

FIZYKA IV etap edukacyjny zakres podstawowy

Cz. I Materiał powtórzeniowy do sprawdzianu dla klas I LO - Wiązania chemiczne + przykładowe zadania i proponowane rozwiązania

Spektrometria w bliskiej podczerwieni - zastosowanie w cukrownictwie. Radosław Gruska Politechnika Łódzka Wydział Biotechnologii i Nauk o Żywności

Cz. I Materiał powtórzeniowy do sprawdzianu dla klas II LO - Wiązania chemiczne + przykładowe zadania i proponowane rozwiązania

Uniwersytet Jagielloński Collegium Medicum Katedra Chemii Organicznej. Marek Żylewski

Metody analizy pierwiastków z zastosowaniem wtórnego promieniowania rentgenowskiego. XRF, SRIXE, PIXE, SEM (EPMA)

Transkrypt:

SPEKTROSKOPIA NMR PODEJŚIE PRAKTYZNE ZĘŚĆ: II DR INŻ. TOMASZ LASKOWSKI

O TO JEST WIDMO? WIDMO NMR wykres ilości kwantów energii promieniowania elektromagnetycznego pochłanianego przez próbkę w funkcji częstotliwości tego promieniowania.

ELEMENTY WIDMA Multipletowość Stała (stałe) sprzężenia Sygnały rezonansowe Integracja Skala przesunięcia chemicznego δ [ppm] Integracja

EY SYGNAŁU REZONANSOWEGO INTEGRAJA Powierzchnia pod sygnałem rezonansowym; ilość kwantów energii promieniowania elektromagnetycznego o danej częstotliwości (bądź częstotliwościach) pochłoniętych przez jądra atomowe. Informuje o ilości jąder atomowych w próbce wzbudzonych przez kwanty promieniowania o danej częstotliwości, a co za tym idzie: o ilości jąder, których sygnał rezonansowy został zarejestrowany w widmie. Informację o ilości jąder, które wchodzą w skład związku chemicznego i generują dany sygnał rezonansowy, uzyskujemy poprzez podzielenie wartości integracji tego sygnału przez wartość integracji sygnału odniesienia.

EY SYGNAŁU REZONANSOWEGO INTEGRAJA PRZYKŁAD

EY SYGNAŁU REZONANSOWEGO PRZESUNIĘIE EMIZNE Pozycja środka sygnału rezonansowego na skali przesunięć chemicznych, wyrażona w [ppm]. Z zupełnie teoretycznego punktu widzenia, δ: informuje o częstotliwości rezonansowej jądra (jąder) generującego sygnał rezonansowy. Z nieco bardziej praktycznego punktu widzenia, δ: informuje o otoczeniu chemicznym jądra (jąder) generującego sygnał rezonansowy.

EY SYGNAŁU REZONANSOWEGO PRZESUNIĘIE EMIZNE ( ) Dla 1 NMR i protonów związanych z atomem węgla, δ: informuje o typie atomu węgla, z którym związany jest proton(y) generujący sygnał rezonansowy oraz stwarza przesłanki dotyczące otoczenia chemicznego tego atomu węgla. δ [ppm] typ atomu węgla wiążącego proton 0 5,5 sp 3 (alkanowy) lub sp 1 (terminalny alkin) 5 7 sp 2 (alkenowy) 6 9 sp 2 (aromatyczny) 8 10 sp 2 (aldehydowy)

EY SYGNAŁU REZONANSOWEGO PRZESUNIĘIE EMIZNE (X ) Protony związane z atomem węgla sp 3. Jeżeli obecność podstawnika (X) przesuwa sygnał rezonansowy protonu: w stronę wyższych wartości δ efekt odsłaniania; w stronę niższych wartości δ efekt przesłaniania. Podstawniki o wysokiej elektroujemności (np. O, l) oraz tzw. grupy wyciągające elektrony (np. NO 2, O(O)R) powodują efekt odsłaniania protonu. Dokładnych wartości δ sygnałów rezonansowych protonów związanych z węglem, który jest związany z określonym podstawnikiem, szukamy w tablicach. W praktyce trzeba to robić naprawdę rzadko.

EY SYGNAŁU REZONANSOWEGO PRZESUNIĘIE EMIZNE ( Ar ) Protony związane z aromatycznym atomem węgla. Jeżeli atom węgla stanowi część pierścienia fenylowego, w praktyce, dla ustalenia struktury związku, dokładna wartość δ sygnału rezonansowego związanego z nim protonu: dla pierścieni monopodstawionych nie ma znaczenia; dla pierścieni dwupodstawionych rzadko ma znaczenie; dla pierścieni trójpodstawionych ma znaczenie. Jeżeli zatem chcemy (bądź: musimy) zaproponować podstawienie w pierścieniu na podstawie δ, korzystamy z tabeli inkrementów przesunięcia chemicznego.

EY SYGNAŁU REZONANSOWEGO PRZESUNIĘIE EMIZNE ( ) PRZYKŁADY

EY SYGNAŁU REZONANSOWEGO PRZESUNIĘIE EMIZNE ( ) PRZYKŁADY

EY SYGNAŁU REZONANSOWEGO PRZESUNIĘIE EMIZNE ( X ) Dla 1 NMR i protonów niezwiązanych z atomem węgla, δ: pozwala na rozmaite domysły, które mogą okazać się nic niewarte. δ [ppm] 0 5 5 10 powyżej 10 typ heteroatomu wiążącego proton trudno powiedzieć; możliwe wiązania wodorowe przeważnie azot; prawdopodobnie proton tworzy silne wiązanie wodorowe lub heteroatom ma hybrydyzację sp 2 tlen lub azot; proton tworzy silne wiązanie wodorowe i heteroatom ma hybrydyzację sp 2 lub jest silnie odsłaniany

EY SYGNAŁU REZONANSOWEGO PRZESUNIĘIE EMIZNE ( X ) Wiązania wodorowe. δ sygnału rezonansowego protonu, który może tworzyć wiązania wodorowe, zależy nie tylko od otoczenia chemicznego i typu heteroatomu, z którym jest związany, lecz przede wszystkim od obecności i ilości wiązań wodorowych, które zależą od: - stężenia próbki; - temperatury wykonania eksperymentu; - rodzaju rozpuszczalnika. Nieznajomość tych parametrów czyni przewidzenie δ sygnału rezonansowego takiego protonu praktycznie niemożliwym.

EY SYGNAŁU REZONANSOWEGO PRZESUNIĘIE EMIZNE ( X ) PRZYKŁADY

EY SYGNAŁU REZONANSOWEGO PRZESUNIĘIE EMIZNE PRZYKŁADY

EY SYGNAŁU REZONANSOWEGO MULTIPLETOWOŚĆ Struktura sygnału rezonansowego obserwowanego jądra atomowego. Struktura tego sygnału zależy od wzajemnej orientacji w przestrzeni momentów magnetycznych obserwowanego jądra i jąder sąsiadujących. Informacja ta jest przenoszona do obserwowanego jądra przez elektrony wiązań chemicznych, przeważnie dwóch lub trzech (dla 1 NMR). Informację taką nazywamy sprzężeniem skalarnym lub spinowo-spinowym. Sprzężenie przez dwa wiązania chemiczne nazywamy sprzężeniem geminalnym; zaś przez trzy wiązania sprzężeniem wicynalnym.

EY SYGNAŁU REZONANSOWEGO MULTIPLETOWOŚĆ E = hν L B 0

EY SYGNAŁU REZONANSOWEGO MULTIPLETOWOŚĆ B 0

EY SYGNAŁU REZONANSOWEGO MULTIPLETOWOŚĆ B 0 E

EY SYGNAŁU REZONANSOWEGO MULTIPLETOWOŚĆ B 0 hν L1, hν L2 E = hv δ [ppm]

EY SYGNAŁU REZONANSOWEGO MULTIPLETOWOŚĆ B 0 E = hv δ [ppm] \ \ \ \ DUBLET \ \ \ \ \ v L1 v L2 \ = 3 J, \ \ \ \ \ \ \ \ \ \ \

EY SYGNAŁU REZONANSOWEGO INTERLUDIUM: STAŁA SPRZĘŻENIA Obrazuje efektywność sprzężenia skalarnego; zależy od kąta dwuściennego pomiędzy atomami.

EY SYGNAŁU REZONANSOWEGO MULTIPLETOWOŚĆ B 0

EY SYGNAŁU REZONANSOWEGO MULTIPLETOWOŚĆ B 0

EY SYGNAŁU REZONANSOWEGO MULTIPLETOWOŚĆ hν L1, hν L2, hν L3 B 0 E

EY SYGNAŁU REZONANSOWEGO MULTIPLETOWOŚĆ TRYPLET 3 J, 3 J, B 0 E = hv δ [ppm]

EY SYGNAŁU REZONANSOWEGO MULTIPLETOWOŚĆ B 0

EY SYGNAŁU REZONANSOWEGO MULTIPLETOWOŚĆ B 0

EY SYGNAŁU REZONANSOWEGO MULTIPLETOWOŚĆ B 0 E

EY SYGNAŁU REZONANSOWEGO MULTIPLETOWOŚĆ KWARTET 3 J, 3 J, 3 J, B 0 E = hv δ [ppm]

EY SYGNAŁU REZONANSOWEGO MULTIPLETOWOŚĆ Względne intensywności kolejnych linii rezonansowych w multipletach prostych mają się do siebie jak kolejne liczby w odpowiednim wierszu trójkąta Pascala..... SINGLET...... DUBLET...... TRYPLET... KWARTET..... KWINTET.... SEKSTET

EY SYGNAŁU REZONANSOWEGO MULTIPLETOWOŚĆ B 0

EY SYGNAŁU REZONANSOWEGO MULTIPLETOWOŚĆ hν L1, hν L2, hν L3, hν L4 B 0 E

EY SYGNAŁU REZONANSOWEGO MULTIPLETOWOŚĆ DUBLET DUBLETÓW 3 J, 3 J, B 0 E = hv δ [ppm]

EY SYGNAŁU REZONANSOWEGO MULTIPLETOWOŚĆ DUBLET DUBLETÓW 3 J, 3 J, B 0 E = hv δ [ppm]

EY SYGNAŁU REZONANSOWEGO MULTIPLETOWOŚĆ - UKŁAD SILNIE SPRZĘŻONY δ [ppm]

EY SYGNAŁU REZONANSOWEGO MULTIPLETOWOŚĆ - UKŁAD SILNIE SPRZĘŻONY δ [ppm]

EY SYGNAŁU REZONANSOWEGO MULTIPLETOWOŚĆ - UKŁAD SILNIE SPRZĘŻONY δ [ppm]

EY SYGNAŁU REZONANSOWEGO MULTIPLETOWOŚĆ A OTOZENIE EMIZNE D D D D δ [ppm]

EY SYGNAŁU REZONANSOWEGO MULTIPLETOWOŚĆ A OTOZENIE EMIZNE D D D D δ [ppm]

EY SYGNAŁU REZONANSOWEGO MULTIPLETOWOŚĆ A OTOZENIE EMIZNE D D D D δ [ppm]

EY SYGNAŁU REZONANSOWEGO MULTIPLETOWOŚĆ A OTOZENIE EMIZNE D D D δ [ppm]

EY SYGNAŁU REZONANSOWEGO MULTIPLETOWOŚĆ A OTOZENIE EMIZNE δ [ppm]

EY SYGNAŁU REZONANSOWEGO MULTIPLETOWOŚĆ A OTOZENIE EMIZNE I. Protony, które mają identyczne otoczenia chemiczne i znajdują się od siebie w odległości dwóch lub trzech wiązań chemicznych: 1) są ze sobą sprzężone; 2) generują sygnał rezonansowy w tym samym miejscu na skali przesunięć chemicznych; 3) w multipletowości ich sygnału rezonansowego nie jest zawarta informacja o sprzężeniu pomiędzy nimi. Jest to skrajny przykład układu silnie sprzężonego.

EY SYGNAŁU REZONANSOWEGO MULTIPLETOWOŚĆ A OTOZENIE EMIZNE II. III. Protony, które mają różne otoczenia chemiczne i znajdują się od siebie w odległości dwóch lub trzech wiązań chemicznych: 1) są ze sobą sprzężone; 2) generują sygnał rezonansowy w różnych miejscach na skali przesunięć chemicznych; 3) w multipletowości ich sygnałów rezonansowych jest zawarta informacja o sprzężeniu pomiędzy nimi. Protony, które mają identyczne (lub różne, ale o identycznym wpływie na przesunięcie chemiczne) otoczenia chemiczne i NIE znajdują się od siebie w odległości dwóch lub trzech wiązań chemicznych: 1) nie są ze sobą sprzężone; 2) generują sygnał rezonansowy w tym samym miejscu na skali przesunięć chemicznych; 3) multiplety ich sygnałów rezonansowych pokrywają się.

EY SYGNAŁU REZONANSOWEGO MULTIPLETOWOŚĆ - PODSUMOWANIE Do poprawnego nazwania struktury multipletu konieczna jest znajomość: 1) ilości linii rezonansowych; 2) stosunków intensywności linii rezonansowych; 3) stosunków odległości między liniami rezonansowymi. Tylko poprawnie zdefiniowana multipletowość sygnału rezonansowego obserwowanego protonu pozwala prawidłowo określić liczbę jego partnerów sprzężenia!

EY SYGNAŁU REZONANSOWEGO MULTIPLETOWOŚĆ - PRZYKŁADY δ [ppm] δ [ppm] δ [ppm] δ [ppm]

EY SYGNAŁU REZONANSOWEGO MULTIPLETOWOŚĆ - PRZYKŁADY δ [ppm] δ [ppm] δ [ppm]

EY SYGNAŁU REZONANSOWEGO MULTIPLETOWOŚĆ - PRZYKŁADY