Введение в ЯМР

Качественный состав соединения может быть получен либо с помощью качественного анализа, либо с помощью масс-спектроскопии, а влияние заместителей и структурных особенностей на протонные химические сдвиги было обсуждено   ранее. Общую стратегию использования ПМР можно продемонстрировать на примере соединения, в состав которого входят углерод, водород и хлор. Протонный спектр этого соединения содержит симметричный мультиплет в районе от 7 до 8 м.д. 

Расположение мультиплета может свидетельствовать либо о принадлежности протонов к бензольному кольцу, либо о принадлежности к  хлоралкану или к хлоралкену. Из  таблицы следует, что для сдвига протонов алкана в область 7-8 м.д. необходимы 3 атома хлора.

Но, в этом случае, мы должны получить единственный пик (например, для CHCl₃). Хлорированный олефин также не может дать нужного спектра, т.к. группа -СН=CHCl образует систему АВ и даёт пики в двух областях - например, при 5 и 7 м.д. Таким образом, скорее всего исследуемое соединение является хлорсодержащим ароматическим соединением. Заместителями бензольного кольца могут быть либо атомы хлора (один или несколько) либо группы, содержащие атомы хлора (CCl₃, -CCl=CCl₂ и т.д.).

Используя только спектр ЯМР, мы не можем сделать однозначный выбор в пользу какой либо из этих структур. Поэтому, предположим пока, что заместитель наиболее простой - Cl. Затем нам необходимо решить вопрос о числе заместителей. Для этого рассмотрим варианты с разным числом заместителей в бензольном кольце.

Тетрахлорбензолы и пентахлорбензол мы можем сразу исключить из числа возможных претендентов, т.к. все тетрахлорбензолы образуют спиновые системы  A₂ и, следовательно, дают одну линию в спектре, в то время как пентахлорбензол содержит всего 1 протон, что приводит к спиновой системе А и также к одной линии в ЯМР спектре.  Трихлорбензолы также не подходят на роль претендента, так как ни один из них не формирует симметричного мультиплета. Среди дихлорбензолов только о-дихлорбензол образует спиновую систему  AA'BB'  и даёт спектр с симметричным мультиплетом, который может служить претендентом. Спектр этого соединения, во-первых, имеет линии, расположенные в том же диапазоне химических сдвигов, что и спектр неизвестного, во-вторых, его спектр имеет симметрийные свойства, сходные с симметрией спектра неизвестного соединения. Сравнение спектра неизвестного со спектром хлорбензола, показывает, что симметрийные свойства спектра хлорбензола сильно отличаются от свойств спектра неизвестного.

Таким образом, только один из всех замещенных бензолов подходит на роль неизвестного соединения - это ортодихлорбензол.