Factores que afectan los cambios químicos de los núcleos de RMN activos

Los núcleos activos de RMN rara vez se encuentran de forma aislada e incluso si existieran de forma aislada, la información de RMN revelada sería de poco valor para el espectroscopista de RMN. La influencia de blindaje y blindaje de los electrones cercanos da como resultado diferencias en las frecuencias de resonancia.

El campo magnético efectivo se vuelve más pequeño que el campo magnético aplicado debido al blindaje de los electrones cercanos, de modo que el campo aplicado requiere un aumento para inducir la resonancia. Lo contrario es cierto cuando los electrones vecinos protegen el núcleo. En realidad, el blindaje y la desprotección resultan de diferentes entornos químicos y las frecuencias de resonancia pueden diferir debido al entorno electrónico circundante de los núcleos.

Cambio químico

Obviamente, el espectro de RMN no se puede obtener en núcleos aislados. Por lo tanto, es necesario utilizar un estándar apropiado que pueda definir el grado de blindaje o blindaje de los núcleos en diferentes entornos químicos. El tetrametilsilano \((CH_3)_4Si\) es una referencia ideal para reportar cambios químicos debido a diferentes grupos.

El desplazamiento químico es una cantidad adimensional, pero su magnitud es extremadamente pequeña en comparación con el campo magnético aplicado o la frecuencia. Por lo tanto, el valor observado se multiplica por \(10^6\) y se informa en partes por millón (ppm). Convencionalmente, la escala de desplazamiento químico oscila entre 0 y 12 ppm. TMS se asigna convencionalmente a 0 ppm y los valores aumentan hacia la izquierda a lo largo del eje x.

Factores que influyen en los cambios químicos

electronegatividad

Los átomos electronegativos presentes en las moléculas tienden a atraer la densidad electrónica y desprotegen el núcleo. Un aumento en la electronegatividad de los grupos circundantes dará como resultado una disminución en la densidad electrónica y conducirá a un aumento en el valor de desplazamiento químico debido al blindaje del núcleo.

anisotropía

La anisotropía se refiere a la propiedad de la molécula donde una parte de la molécula se opone al campo aplicado y la otra parte amplifica el campo aplicado. Los cambios químicos dependen de la orientación de los enlaces adyacentes, especialmente los enlaces π. Ejemplos de núcleos que muestran cambios químicos debido a enlaces son aromáticos, alquenos y alquinos. Dichos cambios anisotrópicos son útiles para caracterizar la presencia de compuestos aromáticos u otras estructuras conjugadas en las moléculas.

enlaces de hidrógeno

El enlace de hidrógeno resulta de la presencia de átomos electronegativos cerca de los protones. La desprotección resultante conduce a valores de desplazamiento químico más altos. Esto confirma la presencia de enlaces de hidrógeno en las moléculas.

Los cambios químicos de los protones activos de RMN y otros núcleos sirven para proporcionar una gran cantidad de información estructural sobre las moléculas.