LEKCE 1b. Základní parametry 1 H NMR spekter. Symetrie v NMR spektrech: homotopické, enantiotopické, diastereotopické protony (skupiny)*

Podobné dokumenty
Základní parametry 1 H NMR spekter

Symetrie v NMR spektrech: homotopické, enantiotopické, diastereotopické protony (skupiny)*

Základní parametry 1 H NMR spekter

LEKCE 2a. Interpretace 13 C NMR spekter. NMR a chiralita, posunová činidla. Zpracování, výpočet a databáze NMR spekter (ACD/Labs, Topspin, Mnova)

Strukturní analýza. NMR spektroskopie

LEKCE 2b. NMR a chiralita, posunová činidla. Interpretace 13 C NMR spekter

Spektra 1 H NMR. Velmi zjednodušeně! Bohumil Dolenský

Spektrální metody NMR I. opakování

Význam interakční konstanty, Karplusova rovnice

Postup při interpretaci NMR spekter neznámého vzorku

Úvod do strukturní analýzy farmaceutických látek

spinový rotační moment (moment hybnosti) kvantové číslo jaderného spinu I pro NMR - jádra s I 0

LEKCE 7. Interpretace 13 C NMR spekter. Využití 2D experimentů. Zpracování, výpočet a databáze NMR spekter (ACD/Labs, Topspin, Mnova) ppm

SPEKTROSKOPIE NUKLEÁRNÍ MAGNETICKÉ REZONANCE

Význam interakční konstanty, Karplusova rovnice. konfigurace na dvojné vazbě a na šestičlenných kruzích konformace furanosového kruhu TOCSY

NUKLEÁRNÍ MAGNETICKÁ REZONANČNÍ SPEKTROMETRIE

Nukleární magnetická rezonance (NMR)

Měření a interpretace NMR spekter

Metody spektrální. Metody molekulové spektroskopie NMR. Evropský sociální fond Praha & EU: Investujeme do vaší budoucnosti

O Minimální počet valencí potřebných ke spojení vícevazných atomů = (24 C + 3 O + 7 N 1) * 2 = 66 valencí

Program. Materiály ke studiu NMR. Data, Soubory. Seminář z Analytické chemie B. \\PYR\SCRATCH\

Stereochemie. Přednáška 6

NMR spektroskopie Instrumentální a strukturní analýza

Měření a interpretace NMR spekter

Nukleární magnetická rezonanční spektrometrie

Nukleární magnetická rezonance (NMR)

OPVK CZ.1.07/2.2.00/

12.NMR spektrometrie při analýze roztoků

Měření a interpretace NMR spekter

NMR spektroskopie. Úvod

LEKCE 3b. Využití 2D experimentů k přiřazení složitější molekuly. Zpracování, výpočet a databáze NMR spekter (ACD/Labs, Topspin, Mnova) ppm

Úvod do strukturní analýzy farmaceutických látek

Techniky měření a interpretace NMR spekter. Bohumil Dolenský VŠCHT Praha místnost A28 linka 4110

Chemický posun v uhlíkových NMR spektrech

NMR spektroskopie rádiové frekvence jádra spinovou rezonancí jader spinový moment lichý počet

Techniky měření a interpretace NMR spekter

Dolenský, VŠCHT Praha, pracovní verze 1

doc. Ing. Richard Hrabal, CSc. Ing. Hana Dvořáková, CSc. RNDr. Jan Lang, PhD. Číslo dveří A 42, telefon 3805,

NUKLEÁRNÍ MAGNETICKÁ REZONANCE

ZÁKLADNÍ EXPERIMENTÁLNÍ

Studium komplexace -cyklodextrinu s diclofenacem s využitím NMR spektroskopie

Naše NMR spektrometry

INTERPRETACE INFRAČERVENÝCH SPEKTER

Symetrie molekul a stereochemie

Struktura organických sloučenin

02 Nevazebné interakce

Nukleární Overhauserův efekt (NOE)

Středoškolská odborná činnost 2005/2006

JADERNÁ MAGNETICKÁ REZONANCE

Základy NMR 2D spektroskopie

Izomerie Reakce organických sloučenin Názvosloví organické chemie. Tomáš Hauer 2.LF UK

1. ročník Počet hodin

NMR spektrometr. Interpretace NMR spektra

Symetrie molekul a stereochemie

doc. Ing. Richard Hrabal, CSc. Ing. Hana Dvořáková, CSc. doc. RNDr. Jan Lang, PhD. Ing. Jan Prchal, Ph.D.

Laboratoř NMR Strukturní analýza a 2D NMR spektra

Nukleární Overhauserův efekt (NOE)

Stereochemie 7. Přednáška 7

Izomerie a stereochemie

ATOMOVÁ SPEKTROMETRIE

MATURITNÍ TÉMATA - CHEMIE. Školní rok 2012 / 2013 Třídy 4. a oktáva

Úvod do studia organické chemie

Organická chemie - úvod

Organická chemie 3.ročník studijního oboru - kosmetické služby.

Vlastnosti. Pozor! H 3 C CH 3 H CH 3

Řešené příklady k procvičení

Evropský sociální fond Praha & EU: Investujeme do vaší budoucnosti LC-NMR 1. Jan Sýkora

Autoři: Pavel Zachař, David Sýkora Ukázky spekter k procvičování na semináři: Tento soubor je pouze prvním ilustrativním seznámením se základními prin

jádro a elektronový obal jádro nukleony obal elektrony, pro chemii významné valenční elektrony

Aminy a další dusíkaté deriváty

Základy Mössbauerovy spektroskopie. Libor Machala

Karboxylové kyseliny a jejich funkční deriváty

OPVK CZ.1.07/2.2.00/

Dynamické procesy & Pokročilé aplikace NMR. chemická výměna, translační difuze, gradientní pulsy, potlačení rozpouštědla, NMR proteinů

Dusíkové pravidlo. Počet dusíků m/z lichá m/z sudá 0, 2, 4,... (sudý) EE + OE +. 1, 3, 5,... (lichý) OE +. EE +

Elektronové posuny. Indukční efekt (I-efekt) Indukční a mezomerní efekt. I- efekt u substituovaných karboxylových kyselin.

4. Úvod do stereochemie organických sloučenin

ATOMOVÁ SPEKTROMETRIE

Karbonylové sloučeniny

COSY + - podmínky měření a zpracování dat ztráta rozlišení ve spektru. inphase dublet, disperzní. antiphase dublet, absorpční

Struktura proteinů. - testík na procvičení. Vladimíra Kvasnicová

doc. Ing. Richard Hrabal, CSc.

Organická chemie - úvod

ZŠ ÚnO, Bratří Čapků 1332

Pericycklické reakce

Teorie chemické vazby a molekulární geometrie Molekulární geometrie VSEPR

Dekapling, koherentní transfer polarizace, nukleární Overhauserův jev

Vysoká škola chemicko-technologická v Praze. Ústav organické technologie. Václav Matoušek

I N V E S T I C E D O R O Z V O J E V Z D Ě L Á V Á N Í


Optické spektroskopie 1 LS 2014/15

Kyselost, bazicita, pka

No. 1 MW=106. No. 2 MW=156 [C 6 H 5 ] + [M-H] + M CHO [C 4 H 3 ] + 51 M+1

ZÁKLADY SPEKTROMETRIE NUKLEÁRNÍ MAGNETICKÉ REZONANCE

Autor: martina urbanová, jiří brus. Základní experimentální postupy NMR spektroskopie pevného stavu

INTERPRETACE HMOTNOSTNÍCH SPEKTER

Periodická tabulka prvků

Transkript:

Základní parametry 1 NMR spekter LEKCE 1b Symetrie v NMR spektrech: homotopické, enantiotopické, diastereotopické protony (skupiny)* 3.5 3.0 2.5 2.0 1.5

Základní parametry 1 NMR spekter Počet signálů ve spektru (zjištění počtu skupin chemicky ekvivalentních jader) Integrální intenzita (intenzita pásů závisí na počtu jader) Chemický posun (polohy pásů závisí na chemickém okolí) Multiplicita (jádra cítí spinový stav okolních NMR aktivních jader jsou štěpeny na multiplety)

Počet signálů ve spektru (počet skupin chemicky ekvivalentních jader) Jádra jsou chemicky ekvivalentní, jestliže je lze zaměnit operací symetrie, t.zn. mají stejné chemické okolí (stejný chemický posun).

Chemický posun a stínění -C 2 -C 3 6 5 4 3 2 1 0 ppm, frekvence stínění elektrony d vysoké d odstínění (deshielding) nízké pole (downfield) nízké d stínění (shielding) vysoké pole (upfield)

Chemický posun 1 spekter Kyseliny Aldehydy 15 Alkoholy, a protony Aromatika ketonů Amidy lefiny Alifatika 10 7 5 2 0 TMS ppm Polohy pásů závisí na chemickém okolí: Anisotropní efekt Indukční efekt Mezomerní efekt

Chemický posun 1 spekter Příklady extrémních chemických posunů: Ph Ph N N N N Ph -2.04 ppm MgBr 15.4 ppm 16 ppm Ph -2.80 ppm 19 ppm

Anisotropni efekty + + _ + C - - C + 5-7 ppm 7-8 ppm + - C C + - 2-3 ppm 9-10 ppm + C - - + + vyšší d (odstínění) nižší d (stínění)

Indukční efekt týká posunu elektronů na s vazbách I + je způsoben elektrondonorními substituenty. d + d - d - 7.05 ppm I - je způsoben elektronakceptorními substituenty. d - d + d + 7.49 ppm

Mezomerní efekt týká posunu elektronů na konjugovaných p vazbách nebo interakcí nevazebných elektronových párů s násobnou vazbou + - 3 C C C 3 C C C 3.75 ppm, 4.05 ppm M + způsobují substituenty poskytující nevazebné elektrony. 3 C C C C 3 C - C C C + M - způsobují substituenty přitahující elektrony. 6.11 ppm, 6.52 ppm

Interpretace 1 spekter 3.5 3.0 2.5 2.0

Nepřímá spin spinová interakce v 1 spektrech (J interakce, scalar coupling) zprostředkováno vazebnými elektrony štěpení mezi jádry oddělenými většinou 2 nebo 3 vazbami (geminální, vicinální interakce) jádra cítí spinový stav okolních jader počet složek multipletu pro I = 1/2: n+1, n je počet interagujících jader v sousedním multipletu dublety dublet triplet 8 7.5 7 6.5 6 5 4 singlety triplet kvartet 4 3 2 1

Interpretace 1 spekter multiplicita vzdálenost složek multipletu v z - interakční konstanta J střed multipletu - hodnota chemického posunu d 3 J = 6.8 z triplet 3 J = 6.8 z 1.30 1.0 kvartet 4.10 4.00 4.0 3.5 3.0 2.5 2.0 1.5 1.0

Nepřímá spin spinová interakce (J interakce, scalar coupling) velikost závisí většinou na počtu vazeb mezi interagujícími jádry 1 J = 160 z 2 J = 0-2 z J (,) [z] J (C,) [z] 1 J 125-250 geminální 2 J 0-30 -10 až 20 3 J 0-18 1-10 3+n J 0-3 <1 3 J = 7-8 z 3 J = 6-14 z 3 J = 14-20 z 3 J = 7-8 z 4 J = 1.5 z vicinální (Karplusova rovnice) dalekého dosahu (long range)

Interakční konstanty dalekého dosahu (long-range interakce) rigidní systémy s fixovanou w konfigurací: 4 J = 1.1 z 4 J = 3-4 z 4 J = 1.5 z 5 J = 0.8 z allylové a alkynové deriváty 4 J = -0.5 až -3 z 4 J = -3 z

Karplusova rovnice vicinální interakční konstanta 3 J(,) (0-16 z) je ovlivněna: dihedrálním úhlem f, elektronegativitou substituentů, vzdáleností mezi C atomy, -C-C vazebným úhlem je nejcitlivější k strukturním změnám Karplusova rovnice: závislost 3 J(,) na dihedrálním úhlu f: 3 J(,) = A + B cos f + C cos 2 f A, B, C... empirické konstanty praxe 3 J 180 > 3 J 0 f teorie

Karplusova rovnice určení konfigurace na dvojné vazbě 17.6 z 10.9 z 17.6 z 1.3 z 10.9 z 1.3 z X cis M A N trans 3 J(cis): 6-14 z (obv. 10) 3 J(trans): 14-20 z (obv. 16) 8.5 8.0 7.5 7.0 6.5 6.0 5.5

Interpretace 1 spekter 2 3 J = 8.5 z 3 J = 8.5 z 3 7.90 7.80 7.70 7.60 7.50 7.40 7.30 7.20 7.10 7.00 6.90 6.80 6.70 6.60 6.50

Chemická výměna - vyměnitelné protony Protony v, N, S mají proměnlivé chemické posuny. způsobeno jejich kyselým charakterem rychlá často se účastní můstků a chemické výměny v závislosti na rychlosti chemické výměny se vyskytují jako multiplety nebo široké singlety jejich chemické posuny závisí na koncentraci, teplotě, rozpouštědle atd. spektra jsou reprodukovatelné pouze za přesně definovaných podmínek identifikace vyměnitelných protonů: výměna za deuterium (D 2, CD 3 CD) nebo v experimentu 1-13 C MQC (SQC) pomalá alkoholy 1-5 ppm fenoly 4-10 ppm kyseliny 9-13 ppm enoly 10 17 ppm N aminy 1-5 ppm amidy 5 6.5 ppm amidy v peptidech 7-10 ppm S alifatické thioly 1 2.5 ppm aromatické thioly 3-4 ppm

Řád spektra, střechový efekt vliv magnetického pole AX Dn >> J 600 Mz AB spektra 1. řádu: Dn > 6J AX systém 400 Mz spektra 2. řádu: Dn J AB systém 300 Mz A 2 Dn = 0 střechový efekt: signály nejsou stejně intenzivní, intenzita vnitřních pásů vzrůstá, pásy se přibližují až splynou, zatímco vnější pásy vymizí A 2

Vliv B 0 na rozlišení 1 NMR spektra 500 Mz 4.0 3.5 3.0 2.5 2.0 1.5 300 Mz 4.0 3.5 3.0 2.5 2.0 1.5 200 Mz 4.0 3.5 3.0 2.5 2.0 1.5 100 Mz 4.0 3.5 3.0 2.5 2.0 1.5

ortho - substituovaný aromatický systém C 3 8.3 z 1.3 z 8.3 z 8.3 z 1.7 z 10.0 9.5 9.0 8.5 8.0 7.5 7.0 6.5 6.0 5.5 5.0 4.5 4.0 3.5 3.0 2.5

Příklady k procvičování interpretace 1 a 13 C NMR spekter

Příklady k procvičování interpretace 1 a 13 C NMR spekter d sept

Symetrie v NMR spektrech homotopické, enantiotopické, diastereotopické protony (skupiny)* Jsou protony v C 2 skupině ekvivalentní??? tom, zda dvojice atomů (skupin) poskytne dva různé signály nebo jeden, rozhoduje jejich vzájemný vztah při operacích symetrie. Jádra jsou chemicky ekvivalentní, pokud existuje operace symetrie, která je na sebe převádí. Chemicky ekvivalentní jádra mají stejný chemický posun. Enantiotopické a homotopické protony mají identický chemický posun. Diastereotopické protony mají rozdílné chemické posuny mají J interakci se sousedními magneticky aktivními jádry. Rozlišení lze provést substitučním testem. *Tato terminologie, určující prostorový vztah skupin v organických molekulách, byla navržena již v roce 1967 K. Mislowem a M. Rabanem.

omotopické protony deuteriová substituce C 2 osa symetrie chemicky ekvivalentní 1 signál ve spektru

Enantiotopické protony deuteriová substituce není osa symetrie rovina symetrie chemicky ekvivalentní 1 signál ve spektru enantiomery Jestliže molekulu s enantiotopickými protony umístíme do chirálního prostředí, protony se stanou neekvivalentními - diastereotopickými.

Diastereotopické protony Případ molekul s chirálním centrem: deuteriová substituce není osa symetrie není rovina symetrie nejsou chemicky ekvivalentní rozlišitelné ve spektru diastereomery

Příklad neekvivalentních C 2 protonů 1A * 2 1B 6.3 z 11.4 z 2.0 z 11.4 z 7.8 z 3.5 3.0 2.5 2.0 1.5

Příklad neekvivalentních C 2 protonů S N 2 S 4 3 2 * 1 N 2 cystein 3.5 3.0 2.5 2.0 1.5 7.0 z 14.6 z 7.0 z 6.1 z 14.6 z 12.1 z 7.0 z 6.1 z 12.1 z

Příklad neekvivalentních C 2 protonů 1 C 3 * 2 N C 3 MDMA 3.30 3.20 3.10 3.00 2.90 2.80 2.70 2.60 2.50 2.40 6.5 6.0 5.5 5.0 4.5 4.0 3.5 3.0 2.5 2.0 1.5 1.0

Diastereotopicita v derivátech bifenylu Projevuje se i v molekulách, kde není centrum chirality, ale molekula je chirální vzhledem k bráněné rotaci kolem C-C vazby atropoisomerie. C 2

Diastereotopicita C 3 skupin C C * N 2 C C 3 C 3 valin 1.30 1.20 1.10 1.00 0.90 3.0 2.5 2.0 1.5 1.0