Расщепление: правило n + 1
Правило n + 1
Каждый соседний протон «раздваивает» линию — так сигнал сообщает, сколько у него соседей.
Как предсказать мультиплетность
- Протон взаимодействует со спинами протонов на соседних атомах C (H–C–C–H): n эквивалентных соседей → n + 1 линий.
- Интенсивности — треугольник Паскаля: дублет 1 : 1, триплет 1 : 2 : 1, квартет 1 : 3 : 3 : 1, квинтет 1 : 4 : 6 : 4 : 1.
- Эквивалентные протоны друг друга не расщепляют; H при O и N обычно не расщепляются и не расщепляют соседей (быстрый обмен).
- Взаимно расщеплённые сигналы имеют одну и ту же константу J (Гц): этил — триплет 3H и квартет 2H с J ≈ 7 Гц.
- Типичные фрагменты: этил (т 3H + к 2H), изопропил (д 6H + септет 1H), трет-бутил (с 9H).
Примеры
1. 1,1-Дихлорэтан \(\ce{CH3CHCl2}\): \(\ce{CH3}\) — дублет (3H, 2,06), CH — квартет (1H, 5,89).
2. 1,2-Дихлорэтан: синглет — протоны двух групп \(\ce{CH2}\) эквивалентны и друг друга не расщепляют.
errorСоседи — на соседнем атоме C
Эквивалентные протоны того же атома и протоны через два атома C практически не расщепляют сигнал. Считайте H только на соседних атомах.
edit_noteПопробуйте сами
Какой вид имеет сигнал \(\ce{CH2}\) в середине 1-бромпропана (соседи — 3H и 2H, J близки)?
expand_moreПоказать решение
Секстет: 5 + 1 = 6 линий.
Константы и сложные мультиплеты
Расстояние между линиями — константа J — показывает, кто с кем соседствует и как расположены H.
Как читать константы J
- J (Гц) не зависит от прибора; в алкильной цепи — 6–8 Гц.
- Алкены: транс-H — 12–18 Гц, цис-H — 6–12 Гц, геминальные \(\ce{=CH2}\) — 0–3 Гц: так отличают E- и Z-изомеры.
- H кольца: орто — 7–9 Гц, мета — 1–3 Гц, пара — около 0.
- Соседи разного типа с разными J: сигнал — дублет дублетов (dd), квартет дублетов и т. д.; правило n + 1 применяют к каждой группе соседей отдельно.
- Если разность сдвигов сравнима с J, интенсивности искажаются (эффект «крыши»).
Примеры
1. (E)-Коричная кислота: H при C2 и C3 связаны константой J = 16 Гц (транс).
2. 4-Нитроанизол: два дублета по 2H с J = 9 Гц (орто-H).
errorОдинаковый J — одна пара партнёров
Сигналы, расщепляющие друг друга, имеют одинаковый J. По совпадению J находят, какие группы соседствуют.
edit_noteПопробуйте сами
Два дублета при 6,3 и 7,6 м. д. с J = 16 Гц — какая это двойная связь?
expand_moreПоказать решение
Транс-дизамещённая: (E)-алкен.
push_pinГлавное
Протон «чувствует» спины протонов на соседних атомах C (через три связи): n эквивалентных соседей дают n + 1 линий с интенсивностями по треугольнику Паскаля (дублет 1 : 1, триплет 1 : 2 : 1, квартет 1 : 3 : 3 : 1). Эквивалентные протоны друг друга не расщепляют; H при O и N обычно не расщепляются (быстрый обмен). Взаимно расщеплённые сигналы имеют одинаковую константу J: этил — триплет 3H + квартет 2H, изопропил — дублет 6H + септет 1H. J транс-H алкена 12–18 Гц, цис — 6–12 Гц, орто-H кольца 7–9 Гц. Разные соседи с разными J дают дублет дублетов и т. п.
Закрепите теорию: 8 заданий с проверкой и подсказками, урок зачитывается от 70 %.