Введение в ЯМР

Комбинация протонных и углеродных спектров позволяет легко идентифицировать многие соединения. В ряде случаев, однако, возникают проблемы. Например,  CONH₂ и СООН трудно отличить, используя лишь протонные и углеродные спектры, т.к. химические сдвиги протонов и углеродов в этих соединениях имеют близкие значения. В подобных ситуациях, большую помощь оказывает использование таких химических свойств, как растворимость в щелочных растворах, реакция с азотной кислотой или рН водного раствора соединения. Рассмотрим, как можно применять химические свойства для идентификации соединений на примере неизвестного 5.

Неизвестное 5 содержит С Н и О и является бесцветной, легко растворимой в воде жидкостью, раствор которой, дает кислую реакцию. Кроме того, это соединение взаимодействует с бромом без выделения бромоводорода. Протонный спектр неизвестного 5 приведён на следующем рисунке.

Хорошая растворимость в воде, свидетельствует о том, что соединение содержит сравнительно немного атомов углерода (не более 5) т.к. большее число атомов углерода для большинства соединений приводит к плохой растворимости в воде. Кислотные свойства раствора говорят о том, что соединение является карбоксильной кислотой, а взаимодействие с бромом без выделения бромоводорода, показывает наличие двойной связи. В протонном спектре имеется три набора линий: две близколежащих линии с химическими сдвигами около 2.0 м.д., синглет при 5.7. м.д. и синглет при 12 м.д. Наличие синглета в области 12 м.д. подтверждает предположение о существовании СООН группы, а наличие синглета в олефиновой области (примерно 6 м.д.) подтверждает предположение о наличии  группы С=С. Следующие фрагменты с участием двойной связи показывают разные варианты образования кислотного остатка предполагаемой карбоновой кислоты.

Синглет в олефиновой области свидетельствует об отсутствии взаимодействующих протонов, связанных с двойной связью. Таким образом, варианты 1 и 2 отпадают. При выборе между 3 и 4 вариантами необходимо учитывать, что метильные группы, находящиеся в трансположении будут сильнее отличаться друг от друга по химическим сдвигам, нежели группы, находящиеся в цисположении.  Поэтому неизвестное 5 это