Analyse de spectre RMN : Exemple I

on va voir dans cette vidéo un premier exemple d'un exercice classique pour le calme on nous donne une formule brute ici c'est 5 h 10 au et le spectre rmn obtenu expérimentalement pour la molécule et on va devoir trouver la formule topologique de la molécule corps est montée donc sa structure la première chose à faire ça va être de calculer le nombre de ceintures à sion ou deux places en génération de cette molécule donc on a parlé dans la vidéo précédente ici on a une molécule qui contient carbone hydrogène oxygène donc pour calculer le nombre dans saturation ce que je peux tout simplement faire savoir que j'ai cinq carbone donc au maximum j'ai deux fois 5 + 2 hydrogène dans une molécule qui a cinq carbone c'est à dire 12 henri si j'en ai que 10 12 - dit ça fait deux j'ai donc un nombre d'un saturation xi qui vaut 1 il me manque une paire d'hydrogène pour être autant saturé que l'alcan linéaire correspondant à 5 carbone un nombre d'inspiration qui vaut 1 ça veut dire que j'ai soit une double liaison soit un cycle dans la molécule la deuxième chose qu'on va faire faire regarder les valeurs d'intégration sont donnés ici sous le spectre donc pour ce premier signal on a une intégration de 27 ici de 45,2 pour ce troisième signal ici 28,4 et le dernier 42,2 donc ça ce sont des valeurs qu'ils ont calculé par l'ordinateur lorsqu'on obtient le spectres rmn tout ce qu'il faut faire on a déjà vu dans une vidéo précédente s'est divisée toutes les valeurs d'intégration par la plus petite des valeurs qu'on a obtenus en l'occurrence ici par 27 donc 27 / 27 évidemment ça fait 1 45 2 / 27 ça fait à peu près 1,5 28,4 / 27 ça fait à peu près 1 et 42,2 / 27 ça fait à peu près 1,5 également je fais la somme de toutes les valeurs que j'ai obtenu un + 5 + 1 puis 5 ça me fait 5 donc là ce que j'ai obtenu en fait ce sont les valeurs relatives du nombre de protons associe à chacun des signaux au total ça fait cinq ans réalité j'ai dit hydrogène dit protons dans la molécule je vais donc tout multiplié par deux pour obtenir le nom de protons auquel correspond chaque signal donc ici j'intégrais pour une valeur de 1 dont je me suis dit ouh par deux j'ai donc deux protons ici correspondant à ce signal ici 1,5 x 2,3 proton pour ce signal ici deux protons ici à nouveau 3 proton de plus trois puces de +3 ça fait bien 10 maintenant qu'on a fait tout ce travail on va tenter de reconstituer le puzzle de la structure de cette molécule à partir des informations qu'on arrive à tirer de chacun des signaux on va commencer par le signal qui est le plus à gauche qui est celui ci qui intègrent donc pour deux proton donc c'est certainement un ch 2 je m en violet ch 2 ensuite on va regarder combien de voisins on a pour ce proto et pour ça on regarde la forme du signal donc le nombre de voisins point d'interrogation on voit qu'on a un signal triplet or on a vu dans la vidéo sur la règle de multiplicité n + 1 que lorsqu'on avait n voisin équivalent on avait un signal composé de m plus un pic si je regarde le nombre de pics que j'ai dans mon signal 1-2-3 que je soustrais 1 j'obtiens le nombre de voisins proton équivalent correspondant ici comme j'ai trois pics j'ai donc n égale 2 j'ai donc deux voisins 2 hydrogène voisins pour ce proto enfin je regarde le déplacement chimiques auxquels je trouve ce signal ici on voit qu'on est autour de 2 5 ppm il ça correspond à la zone des protons qui sont proches d'un groupe carbone il et ça a complètement du sens quand je regarde ma formule ici j'ai bien un oxygène ici donc je peux tout à fait avoir un groupe carboni et en plus j'ai défini que j'avais un degré d'incertitude à sion un nombre de saturation de 1 donc un groupe carbonnier c'est une double liaison carbone oxygène ça correspond tout à fait à la présence de 7,1 saturation et de l'oxygène donc on va dessiner une première pièce du puzzle donc on aurait un groupe carbone il comme ceci avec un carbone ch 2 ici et donc ces deux hydrogène ici correspondrait à ce signal et la présence de ce groupe carbone il explique donc le des blindages important qu'on a pour ses proton puisqu'on va avoir un effet inductif importante de cet oxygène ici qui va attirer vers lui la densité électronique au niveau de ces proton et donc affaiblir les faits écran qu'on a des électrons ici des liaisons donc augmenter le des blindages d'où le déplacement chimiques de 2 5 ppm on passe maintenant au signal suivant c'est ce signal ici en cinglais qui intègrent pour 3 donc la première chose que je regarde il intègre pour 3 ça veut dire que j'ai probablement un méthyle ch 3 le nombre de voisins point d'interrogation eh bien j'ai un cinglé donc j'ai implique 1 - 1 ça fait zéro j'ai donc zéro voisins pour ce ch 3 et enfin je regarde le déplacement chimiques auxquels je trouve ce signal je suis à environ 2,2 à plus que 2 ppm on a donc un des blindages assez important qui se peut se justifier par la présence à proximité du groupe carbone il donc si je dessine mon groupe meetic est ici comme ceci est bien ça ça explique le fait que je n'ai pas de voisins pour ces proton puisque j'ai le carbone ici qu'il ya ce carbone liées par une double liaison en oxygène et un autre carbone donc je n'ai pas de protons voisins pour ces trois proton ce qui explique le singulier et je suis à proximité d'un groupe carboni ce qui explique le déplacement chimiques correspondant je vais continuer à analyser le spectre donc je passe au signal suivant ce signal il intègre pour deux protons donc j'ai probablement un ch de ici ensuite on se pose la question du nombre de voisins alors là c'est un petit peu difficile mais si je regarde j'ai un deux trois quatre cinq six pick donc si j'ai six pick j'ai probablement cinq voisins cinq voisins pour ces deux protons du groupe ch 2 et ensuite je vois que je suis un dépassement chimiques d'environ 1 25 ppm je ne peux pas en dire beaucoup plus je vais passer maintenant au dernier signal sur le spectre ici on a un signal triplet qui intègrent pour 3 donc ils intérêt pour 3 c'est probablement un métis et h3 on a un triplet donc quel est le nombre de voisins triplette trois pick 3 - 1 ça fait deux donc j'ai probablement deux voisins c'est à dire sincèrement un ch 2 et puis au niveau du déplacement chimiques je suis à un peu moins de 1 des pm c'est donc ici des protons qui ne sont pas spécialement des blindés qui sont plutôt blindés plutôt autour de carbone et d'hydrogène on n'a pas forcément d aimant électro négatif et à proximité ici de ces proton donc comme pour ces deux signaux on est plutôt blindés on n'a pas de des blindages important on peut en conclure que ce sont ceux qui sont le plus éloignés du groupe carbone il dans la molécule et plus il est très probable que du coup les deux protons ici avec lesquels ces trois proton du ch 300 couples et correspond à ces deux protons du ch de ici me qu'en fait ça ça correspond à un groupe et il ch 2 ch 3 donc je vais déplacer ici voilà je veux mettre ici pour continuer à mettre les pièces du puzzle donc ce que j'en ai conclu ce donc probablement ce que je peux avoir c'est ici ch 2 et puis ici en bout de chaîne le groupe méthyle ch3 donc là j'ai trouvé une formule développée pour un molécules la première chose que je fais avant de vérifier quoi que ce soit c'est vérifier le nombre d'atomes et que je ne suis pas trompé donc on est censé avoir 5 carbone d'hydrogène un oxygène 1 2 3 4 5 carbone l'oxygène c'est bon 3 et 3 6 et 4 10 c'est bon donc là on est bon au niveau des atomes maintenant on va vérifier pour chaque groupe de protons si le signal correspondant est juste donc ça ne s'est pas trompé au niveau du nombre de voisins et plus du des blindages donc je vais commencer par ici à droite les proto en bleu donc c'est 3 proton ici en bleu je regarde combien ils ont deux voisins ici ce carbone est liée à ce carbone liées à deux hydrogène dis donc deux protons voisins donc je suis censé obtenir pour ses trois proton a priori un triplet qui intègrent pour trois et c'est bien ce que j'ai obtenu et en termes de blindage effectivement on est assez loin du groupe carboni donc on est plutôt blindés donc a priori on est plutôt autour de 1 ppm c'est bien ce qu'on a je regarde maintenant mes deux protons équivalent en verre ici donc c'est de protons ici combien ont-ils de voisins et bien ici à droite ils sont liés à un carbone qui est lié à 3 hydrogène donc on a déjà trois voisins qui est plus à gauche ce carbone est lié à un autre carbone qui est liée à deux hydrogène donc on a en tout cinq voisins pour ces proton vert donc si ses voisins étaient équivalents on s'attendrait à trouver un sextuple est donc un signal avec typique c'est bien ce qu'on obtient en réalité sur le spectre expérimentale alors que a priori les protons en violet ici et les protons en bleu ne sont pas équivalents mais il se trouve que au niveau du spectre expérimental on observe bien un sextuplé pour le signal de ces proton vert normalement la règle n + 1 ne s'applique pas mais il se trouve que dans ce cas ça fonctionne malgré tout en termes de dépassement chimiques ici on n'est plus des blindés que les protons bleus ceux qui demandent un peu plus à gauche on est toujours autour de 1,5 ppm donc ça reste logique on regarde ensuite les protons violet donc ces deux protons ici qui sont équivalents donc combien ont-ils de protons voisin ici sur la gauche ce carbone n'est pas lié à un hydrogène donc pas de voisins par ici ici sur la droite ce carbone est liée à deux proton donc on s'attend à avoir de +13 un triplet pour ces hydrogène donc un triplet qui intègrent pour deux en terme de débats sont chimiques on est juste à côté d'un groupe carboni donc on s'attend à être plutôt autour de 2,2 et demie bpm et effectivement c'est bien ce qu'on observe un triplet qui intègrent pour deux un déplacement chimiques de presque 2 5 ppm et enfin les derniers proton qu'on a dans la molécule ce sont ces trois proton orange ici ils n'ont pas de voisins puisque le carbone ici est liée à un oxygène par un double liaison et un carbone pas de protons voisin un cinglé pour le signal de ces trois proton donc un singulier qu'il ya un très gros pour 3 andernos déplacement chimiques on est juste à côté d'un groupe carboni on s'attend donc à un dépassement chimiques autour de 2,2 et demie bm et effectivement c'est bien ce qu'on obtient donc voilà la démarche commencer par le nombre de ceintures à sion les intégrations à l'alizé ensuite signale par signal et en déduire ce qu'on peut et dessiner les pièces du puzzle associés ensemble les pièces du puzzle vérifié évidemment le nombre d'atomes qu'on s'est pas trompé et puis veut vérifier que le signal obtenu pour le spect correspond bien à ce qu'on attendrait à partir de la formule développée au topologique qu'on aura obtenu on s'intéresse maintenant à un composé de formule brute c'est 8 h 10 avec le spectre rmn obtenu correspondant donc la première chose à faire on calcule le nombre d'un statut ration donc ici on a seulement des carbone et d hydrogène donc comme on a huit carbone on s'attendrait à obtenir au maximum deux fois 8 + 2 c'est à dire 18 hydrogène sont était complètement saturée or en a que 10 donc on a au total hydrogène qui manque pour être complètement saturé si je divise par deux ça correspond qu'à quatre paires d'hydrogène manquantes donc un nombre d'instituts ration de 4 et quand on voit ça tout de suite on doit penser à la possibilité d'avoir un cycle aromatiques dans la molécule un rapide coup d'oeil sur le steak nous prouve que c'est probablement effectivement un noyau aromatiques puisqu'on a un signal qui intègrent pour cinq autour de 7,7 ennemis ppm donc ça classiquement on est dans la zone les protons aromatiques on peut déjà imaginer qu'on va avoir un noyau aromatiques ici comme structure de base pour la molécule ont connu aux intégrations ça a déjà été fait on a donc ce signal qui intègrent pour 5 celui ci pour 2 celui ci pour 3 avec un total donc de 10 hydrogène dit proton c'est bien scolaire dans la molécule ici on s'intéresse d'abord au signal de ces cinq proton ici donc on a un signal très complexe dans la zone les protons aromatiques donc probablement on a des protons qui sont sur un maillot aromatiques qui n'ont pas tous exactement le même environnement qui vont donc obtenir pour chacun des signaux un peu différent mais qui vont tous se chevauchent et donc c'est pour ça qu'on obtient généralement dans cette zone lorsqu'on a un noyau aromatiques un signal assez complexe donc on peut déjà dessiné no 5 proton ici aromatiques qui correspondent donc à ce premier signal ici à gauche et on a donc un substitution sur notre cycle aromatics notre noyau d'un déni se substituant qui va contenir donc deux carbone on continue l'analyse du spectre donc ici sur le signal suivant on a un signal qui intègrent pour 2 donc probablement un ch 2 1 2 3 4 on a un quadruple est donc quel est le nombre de voisins quatre pick - 1 ça fait 3 probablement trois voisins c'est à dire probablement un groupe mais thil qui va être voisin ici et puis ici sur le dernier signal qu'on a le plus à droite du spectre on a un signal qui intègrent pour 3 donc probablement un mythe il convient de voisins on sait proton du méthyl ici on a un signal 1 2 avec trois pick 3 - temps ça fait deux donc on a deux protons voisin équivalent dont probablement un ch 2 donc là tout de suite on pense que ces deux groupes serge de ch 3 sont à côté que les trois protons ipp du sial trois sont couplées avec les deux protons du ch 2 et très classiquement ce type de signal ici ça correspond à un groupe est il donc je peux dessiner un groupe est il ici comme substitut ans comme ceci avec du coup deux protons ici sur ce carbone et puis les trois proton du groupe meetic ici sur ce carbone je vérifie tout de suite le nombre d'atomes 6-7-8 carbone c'est bon 5 et 3 8 et 2 10 d'hydrogène c'est bon ensuite je vérifie donc au niveau de messi mais aussi ça correspond bien effectivement pour ces trois proton vers les seuls proton voisins ce sont les deux protons orange ici donc on doit avoir un triplet c'est bien ce qu'on observe en termes de valeurs de dépassement chimiques on est plutôt logique puisqu'on est à peu près à 1 dpm un but de pépé m ici on n'a pas deux atomes électrons négatifs à proximité n'est rien du tout donc voilà pour mes deux protons orange ici je n'ai pas de voisins sur ce carbone n'est pas d'autres proton sur ce carbone donc mais celles pour ton voisin ce sont les trois proton du groupe mais thil on s'attend donc à un quadruplé c'est bien ce qu'on obtient et on est un peu plus des blindés du fait qu'on est plus proche du noyau aromatiques donc cette formule brute et ce spectres rmn correspond donc à l'éthylbenzène