Identifier des signaux de RMN

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Classe(s) : Tle S | Thème(s) : Analyse spectrale
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Identifier des signaux de RMN

FB_Bac_98601_ChiT_S_006

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Rappels de cours

On étudie ici la RMN des noyaux d’hydrogène, appelée RMN du proton H.

1Le déplacement chimique

 Le déplacement chimique permet de déterminer la position relative des fréquences d’absorption d’une espèce étudiée par rapport à celles d’une espèce de référence, le tétraméthylsilane . Pour calculer le déplacement correspondant au signal de fréquence par rapport au signal de référence , on repère et .

Cette différence Δν correspond à quelques millionièmes de la valeur  ; c’est pourquoi on exprime δ en parties par million ou ppm ; c’est un nombre sans unité.

 Le déplacement chimique du composé de référence est . Celui d’un proton est compris entre et , sa valeur dépend de son environnement électronique, c’est-à-dire de ses voisins et de leur électronégativité. Si un proton a deux voisins électronégatifs, les effets se cumulent ( augmente). Le déplacement chimique d’un proton diminue avec l’éloignement d’un atome électronégatif.

 Des tables (>dépliant,IIIetIV) indiquent les différents déplacements chimiques des groupements, ce qui permet de les identifier sur un spectre.

2Identifier des protons équivalents


 Lorsque deux protons H ont un environnement électronique identique, on observe un signal unique ; ils sont dits isochrones ou équivalents. De par la libre rotation autour de la liaison CC, chaque proton H du chlorure d’acétyle a un environnement identique. Cela se traduit par un signal unique pour les trois du groupe méthyle correspondant à un déplacement .

 Les symétries et la libre rotation autour de liaisons permettent d’identifier des hydrogènes équivalents présents sous un seul signal avec un déplacement chimique .

3Analyser une courbe d’intégration

Un dispositif appelé intégrateur mesure la surface des différents pics présents sur un spectre. Cette surface est proportionnelle au nombre de protons générant ce pic.

L’appareil trace alors sur le spectre une courbe, appelée courbe d’intégration, dont l’allure est un escalier à plusieurs paliers. Le rapport des hauteurs entre deux paliers est égal au rapport des nombres de protons impliqués dans les groupes correspondants.

La courbe ne donne donc pas le nombre absolu de protons mais leur proportion relative.

Méthode

Exploiter un spectre RMN


On donne la formule semi-développée du pinacol. Justifier le fait que le spectre proposé peut correspondre à ce composé.

Solution

De par la libre rotation CC, les protons des 4 méthyles d’une part, et les protons des 2 hydroxyles d’autre part, ont un environnement identique. On doit observer deux signaux.

Le rapport des paliers sur la courbe d’intégration donne 1 pour 6, soit 2 pour 12.

δ= 2,1 ppm correspond aux des 2 OH et le pic à aux protons des 4 méthyles. Les tables (>dépliant,IIIetIV) indiquent ces mêmes déplacements chimiques, il s’agit bien du spectre du pinacol.

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