1

x

هدف البحث

بحث في العناوين

بحث في المحتوى

بحث في اسماء الكتب

بحث في اسماء المؤلفين

اختر القسم

القرآن الكريم
الفقه واصوله
العقائد الاسلامية
سيرة الرسول وآله
علم الرجال والحديث
الأخلاق والأدعية
اللغة العربية وعلومها
الأدب العربي
الأسرة والمجتمع
التاريخ
الجغرافية
الادارة والاقتصاد
القانون
الزراعة
علم الفيزياء
علم الكيمياء
علم الأحياء
الرياضيات
الهندسة المدنية
الأعلام
اللغة الأنكليزية

موافق

علم الكيمياء

تاريخ الكيمياء والعلماء المشاهير

التحاضير والتجارب الكيميائية

المخاطر والوقاية في الكيمياء

اخرى

مقالات متنوعة في علم الكيمياء

كيمياء عامة

الكيمياء التحليلية

مواضيع عامة في الكيمياء التحليلية

التحليل النوعي والكمي

التحليل الآلي (الطيفي)

طرق الفصل والتنقية

الكيمياء الحياتية

مواضيع عامة في الكيمياء الحياتية

الكاربوهيدرات

الاحماض الامينية والبروتينات

الانزيمات

الدهون

الاحماض النووية

الفيتامينات والمرافقات الانزيمية

الهرمونات

الكيمياء العضوية

مواضيع عامة في الكيمياء العضوية

الهايدروكاربونات

المركبات الوسطية وميكانيكيات التفاعلات العضوية

التشخيص العضوي

تجارب وتفاعلات في الكيمياء العضوية

الكيمياء الفيزيائية

مواضيع عامة في الكيمياء الفيزيائية

الكيمياء الحرارية

حركية التفاعلات الكيميائية

الكيمياء الكهربائية

الكيمياء اللاعضوية

مواضيع عامة في الكيمياء اللاعضوية

الجدول الدوري وخواص العناصر

نظريات التآصر الكيميائي

كيمياء العناصر الانتقالية ومركباتها المعقدة

مواضيع اخرى في الكيمياء

كيمياء النانو

الكيمياء السريرية

الكيمياء الطبية والدوائية

كيمياء الاغذية والنواتج الطبيعية

الكيمياء الجنائية

الكيمياء الصناعية

البترو كيمياويات

الكيمياء الخضراء

كيمياء البيئة

كيمياء البوليمرات

مواضيع عامة في الكيمياء الصناعية

الكيمياء الاشعاعية والنووية

علم الكيمياء : الكيمياء العضوية : التشخيص العضوي :

Chemical Shift and Stereochemistry

المؤلف:  John D. Roberts and Marjorie C. Caserio

المصدر:  Basic Principles of Organic Chemistry : LibreTexts project

الجزء والصفحة:  ........

11-1-2022

1186

Chemical Shift and Stereochemistry

The value of nmr spectroscopy in structure determination lies in the fact that chemically different nuclei absorb at different field strengths. In later sections we will be concerned with correlating the chemical shifts with structural features. However, before proceeding furher it is extremely important that you be able to identify the number and kind of nonequivalent protons in a given structure, and therefore the number of chemical shifts to expect. This number is not always self-evident, especially when subtle factors of stereochemistry intervene. For this reason, we suggest that you inspect structures 3-5 to convince yourself that the protons labeled with different letter subscripts in any one molecule are indeed chemically different.

One way of checking whether two protons are in equivalent environments is to imagine that each is separately replaced with a different atom or group. If the product of replacing HA is identical with that obtained by replacing HB, then HA and HB are chemically equivalent. If the two products are nonidentical, then HA and HB are nonequivalent. For example, replacement of HA or HB in 34, and 5 by an atom X would give different products. Therefore, HA and HB are nonequivalent in 34, and 5.

Matters become more complicated with substances such as 6 and 7:

Notice that 6 represents a chiral molecule and if HA and HB each are replaced with X we get 8 and 9, which are diastereomers. You can verify this with molecular models if necessary. Diastereomers have different chemical and physical properties; therefore HA and HB in 6 are nonequivalent. They often are called diastereotopic hydrogens.

What of the two methylene protons in ethanol, 7, which we have labeled as HA HA'? Are they identical? In a sense they are not identical because, if each were replaced by X, we would have a pair of enantiomers. Therefore, HA and HA' sometimes are called enantiotopic hydrogens.

But, you will recall that enantiomers are chemically indistinguishable unless they are in a chiral environment. Therefore we expect shifts of enantiotopic hydrogens to be identical, unless they are in a chiral environment. To summarize, enantiotopic protons normally will have the same chemical shifts, whereas diastereotopic protons normally will have different chemical shifts.

We so far have ignored the relationship of chemical shifts to conformational equilibria. Consider a specific example, 1,2-dibromoethane, for which there are three staggered conformations 10a10b, and 10c:

Each of these conformations is expected to have its own nmr spectrum. The two gauche forms, 10a and 10b, are enantiomers and their spectra should be identical. The hydrogens HA in 10a each are trans to the bromine on the adjacent carbon, while the HB hydrogens are cis to the same bromines. Consequently the HA and HB hydrogens are nonequivalent and would be expected to have different chemical shifts. In contrast, all of the hydrogens of the anti conformer, 10c, are equivalent and would have the same chemical shift. Therefore we would expect to observe three chemical shifts arising from HAHB, and HC for a mixture of 10a10b, and 10c. However, the actual spectrum of 1,2-dibromoethane shows only one sharp proton signal under ordinary conditions. The reason is that the magnetic nuclei can absorb the exciting radiation. The result is that we observe an average chemical shift, which reflects the relative shifts and populations of the three conformers present. If we can go to a sufficiently low temperature to make interconversion of the conformations slow (on the order of 10 times per second), then we will expect to see the three different chemical shifts HAHB, and HC with intensities corresponding to the actual populations of the conformations at the sample temperature. This is one example of the effect of rate processes on nmr spectra.