Usos de La Espectroscopia de RMN

Usos de la espectroscopia de RMN- ¹³C La determinación derivada de la espectroscopia de RMN- ¹³C es extraordinariamente útil para la determinación de la estructura, no solo podemos contar el número de átomos de carbono distintos en una molécula, sino que también podemos obtener la información acerca del ambiente electrónico de cada carbono e incluso podemos encontrar cuantos protones están unidos a cada uno. Gracias a la espectroscopia de RMN por transformada de Fourier hace posible la RMN de carbono, y los espectrómetros superconductores de campo alto permiten que sea casi conveniente como la RMN del protón. La RMN de carbono determina los entornos magnéticos de los átomos de carbono. Loa átomos de carbono de grupos carbonilo, los átomos de carbono alquinos y los átomos de carbono aromáticos tienen desplazamientos químicos característicos en el espectro de RMN - ¹³C. Podemos responder algunas preguntas sobre la estructura de los compuestos químicos del carbono que no son respondidas por la espectroscopia de IR y la espectroscopia de masas. He aquí un ejemplo FIGURA 1: ¿Cómo podemos demostrar que la eliminación E2 de haluro de alquilo dé el alqueno mas sustituido? ¿La reacción del 1-metil1clorociclohexano con una base fuerte conduce predominantemente a 1metilciclohexeno o a metilenciclohexano?

Figura 1.

El 1- metilciclohexano tendrá 5 señales de resonancia de carbonos con hibridación sp3 en el intervalo de 20 a 50 y dos resonancias de carbono con hibridación sp2 en el intervalo de 100 a 150  . Sin embargo el metilciclohexano, debido a su simetría, tendrá tres señales de resonancia de carbonos con hibridación sp3 y 2 señales de carbono con hibridación sp2. El espectro del producto real de la reacción, mostrado en la figura 13.11 identifica claramente al 1-metilciclohexeno como el producto de esta reacción E2.

Figura 2. El espectro de RMN-¹³C del 1-metilciclohexeno, el producto de la reacción E2 del tratamiento de 1-cloro-1-metilciclohexano con una base.

Otra técnica desarrollada en los años recientes es la espectroscopia de DEPT, por ampliación sin distorsión por transferencia de polarización, nos permite determinar el número de hidrógenos unidos a cada carbono en una molécula. Por lo general un experimento DEPT se hace en tres etapas como muestra la figura 3 Para el 6-metil-5-hepten-2-ol. La primera etapa es obtener un espectro ordinario (llamado espectro desacoplado de banda ancha) para localizar los desplazamientos químicos de todos los carbonos. Después se obtiene un segundo espectro llamado DEPT-90, utilizando condiciones especiales bajo las que solo aparecen señales debidas a los carbonos del CH, están ausentes las señales debidas al CH3, CH2 y carbonos cuaternarios.

Finalmente se obtiene un segundo espectro llamado DEPT-135, utilizando condiciones bajo las que aparecen resonancias de CH3 y CH como señales positivas, las resonancias de CH2 aparecen como negativas- esto es como señales por debajo de la línea base- y otra vez están ausentes los carbonos cuaternarios.

Figura 3. Los espectros de RMN-DEPT para el 6-metil-5-hepten-2-ol. La parte (a) es un espectro desacopladode banda ancha ordinario, el cual muestra señales para los ocho carbono. La parte (b) es un espectro DEPT-90 el cual solo muestra señales para los carbonosde los dos CH. La parte (c) es un espectro DEPT-135, el cual muestra señales positivas para los carbonos de los dos CH y los tres CH3 y señales negativas para los carbonos del CH2.

Reunir la información de los tres espectros hace posible decir el número de hidrogenos unidos a cada carbono. Los carbonos de CH se identifican en el espectro DEPT-90m los carbonos de CH2 se indentifican en el espectro de DEPT-135 como señales negativas, los carbonos CH3 se identifican sustrayendo las señales CH de las señales positivias en el espectro DEPT-135 y los carbonos cuaternarios se identifican sustrayendo todas las señales en el espectro DEPT-135 de las señales en el espectro desacoplado de banda ancha.