Ressonância Magnética Nuclear (RMN) parte 1
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RESSONÂNCIA MAGNRESSONÂNCIA MAGNÉÉTICA NUCLEARTICA NUCLEAR(RMN)(RMN)
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Aplicações RMN
- Medicina: diagnóstico através de imagens do corpo;
- Química: elucidação de estruturas moleculares;
- Bioquímica: determinação da estrutura tridimensional de proteínas;
- Petróleo: avaliação de locais que contém hidrocarbonetos;
-Aplicação em alimentos: teor de gorduras sólidas em óleos comestíveis;teor de umidade em biscoitos;teor de flúor em cremes dentais;análise de grãos e sementes.
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Ressonância MagnRessonância Magnéética Nuclear (RMN) de tica Nuclear (RMN) de 11H e H e 1313CC
-RMN estuda a estrutura e as interações moleculares através de medidas
da interação de campo eletromagnético oscilante (de RADIOFREQUÊNCIA
- RF) com os núcleos presentes num campo magnético estático.
- espectro de RMN mostra informações, difíceis de serem obtidas por
outros métodos espectroscópicos, sobre a estrutura e dinâmica molecular.
-Método que mais se desenvolveu nos últimos anos.
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DDéécadacada Descoberta / AvanDescoberta / Avançço de RMN o de RMN
1940s Primeira observação de RMN em sólidos e líquidos (1945)
1950s Uso dos δ (deslocamento) e J (acoplamento)como ferramentas de determinação estrutural
1960s Introdução da RMN de FT; para determinação estrutural
1970s Emprego de imãs supercondutores; controle total do equipamento pelo computador
1980s Introdução de pulsos múltiplos, e espectroscopia em 2-D
1990s Acoplamento da RMN com outras técnicas, ex: Cromatografia-RMN
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O núcleo de alguns átomos possuem uma propriedade denominada “SPIN”.
SPIN NUCLEARSPIN NUCLEAR
Uma vez que o núcleo atômico éuma partícula eletricamente carregada, deste movimento de rotação origina-se um momento magnético nuclear μ
Este conceito está relacionado àpropriedade de spin de um elétron, o qual tem dois spins: +1/2 e -1/2 .
Cada núcleo de spin ativo possui um número de spin definido pelo seu número quântico de spin, I.
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Elemento 1H 2H 12C 13C 14N 16O 19F
N° Quântico de Spin Nuclear
(I) 1/2 1 0 1/2 1 0 1/2N° de Estado 2 3 0 2 3 0 2de Spin2I + 1(orientações)
NNúúmeros Quânticos de Spin de Alguns Elementosmeros Quânticos de Spin de Alguns Elementos
Elementos com qualquer número de massa ou número atômico ímpar tem a propriedade de spin nuclear “spin”.
Os isótopos mais abundantes de C e O não tem spin.
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+
i
μ
N
S
N
S
O movimento de cargas elétricas gera uma corrente elétrica, e...
A carga atribuída ao próton (+) também se movimenta ao redor do próprio eixo
Uma corrente elétrica cria um campo magnético ao seu redor
Ou seja, os núcleos dos átomos de hidrogênio podem ser vistos como pequenos ímãs !
Com um polo norte, um polo sul e um momento magnético ( μ )
O átomo de Hidrogênio
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DIPOLO MAGNDIPOLO MAGNÉÉTICO TICO Cargas elétricas que giram em torno de seu eixo criam um dipolo magnético nuclear denominado momento magnético (SPIN).SPIN é uma propriedade da natureza, assim como, a carga elétrica . Todas as partículas possuem.
- Um campo magnético é sempre bipolar;
- Um diminuto imã criado pela movimentação orbital de uma partícula se denomina dipolo magnético.
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O PRO PRÓÓTONTON
Apesar do crescente interesse em outros núcleos, particularmente C-13, o núcleo de hidrogênio (próton) é o mais estudado, e nos dedicaremos nosso estudo a ele em primeiro
lugar.
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ESTADOS DE SPIN NUCLEAR – NÚCLEOS DE H
+ 1/2 - 1/2
Os dois estados são equivalentes em energia na ausência de um campo elétrico ou magnético.
+ +
O giro do núcleo carregado positivamente gera um vetor
de momento magnético, μ.μ
μ
DOIS ESTADOS DE SPIN
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O FENÔMENO O FENÔMENO ““RESSONÂNCIARESSONÂNCIA””
Absorção de energia por um núcleo
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- Núcleos giratórios carregados geram um campo magnético como uma pequena barra de imã;
-Um maior número de núcleos encontra-se alinhados ao campo e a diferença de populações é muito pequena (20 em 1 milhão de prótons) mas é suficiente para formar a base da espectroscopia de RMN.
Na ausência de um campo magnético aplicado os spinsnucleares são orientados randomicamente.
Na presença de um campo magnético B0, o núcleo gira e tende a alinhar-se a favor (menor energia) ou contra o campo.
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NNííveis de Energia Nuclear de Spinveis de Energia Nuclear de Spin
Bo
+1/2
-1/2
Em um forte campo magnético (Bo) os dois estados de spin diferem em energia.
alinhado
desalinhado
N
S
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AbsorAbsorçção de Energiaão de Energia
Bo
+1/2
-1/2
+1/2
-1/2
ΔE = hνΔE
Radiofrequência
Oposto
Diferenças de energia
aumentam quanto maior
campo aplicado
CampoAplicado Alinhado
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Ressonância MagnRessonância Magnéética Nucleartica Nuclear-Duas orientações no campo: não tem a mesma energia, não são igualmente prováveis;
-Se os núcleos orientados são irradiados com radiação eletromagnética igual a sua frequência:
- Quando a energia exercida sobre o núcleo iguala a diferença de energia entre os estados de spin, é atingida uma condição dita de ressonância;
- A absorção e a emissão subseqüente de energia associada com esta inversão de spin é detectada pelo receptor de radiofrequênciae é em seguida registrada na forma de “pico” no espectro de RMN.
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Bo
ΔE
+ 1/2
- 1/2
= kBo = hν
aumento da intensidade do campo magnético
A VARIAA VARIAÇÇÃO DE ENERIA DEPENDE DE ÃO DE ENERIA DEPENDE DE BBoo
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A EquaA Equaçção de ão de LarmorLarmor !!!!!!
γB0ν =
2π
γν =
2πBo
γ é uma constante específica para cada núcleo atômico (H, C, N, etc)
ΔE = kBo = hν pode ser transformado em
γ - razãogiromagnética(campo magnéticogerado por cada núcleo)
força docampo magnético
frequência da radiação quecausa umatransição
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1H 99.98% 1.00 42.6 267.531.41 60.02.35 100.07.05 300.0
2H 0.0156% 1.00 6.5 41.17.05 45.8
13C 1.108% 1.00 10.7 67.282.35 25.07.05 75.0
19F 100.0% 1.00 40.0 251.7
Frequência de Frequência de RessonânicaRessonânica de Alguns Nde Alguns Núúcleoscleos
Isótopo Abundância Bo (Tesla) Frequência(MHz) γ(Tesla)
4:1
razão giromagnética
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A intensidade do sinal de RMN depende da Diferença de População dos dois estados de spin
ressonância emissãoinduzida
população em excesso
Radiação induz a ambas transições alto-baixobaixo-alto.
Para um sinal positivo deve existir um excesso de spinsno estado de baixa energia.
Saturação = população igual = nenhum sinal
POPULAPOPULAÇÇÃO E INTENSIDADE DO SINALÃO E INTENSIDADE DO SINAL
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INSTRUMENTAINSTRUMENTAÇÇÃO CLÃO CLÁÁSSICASSICA
anterior a 1960(varredura)
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Um Espectrômetro de Um Espectrômetro de RMN de 60 MHzRMN de 60 MHz
TransmissorReceptor
Amostra
hν
SN
RF Detector Registrador
RF (60 MHz)Oscilador absorção do
sinal
MAGNETOMAGNETO
B0
pulso de radiação
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- Aparelhos antigos tinham campos de 1,41; 1,87; 2,20 ou 2,35 Tesla,
correspondentes a freqüências de 60, 80, 90 ou 100 MHz respectiva/te (1H).
-Usavam imã permanente ou elétrico refrigerado.
-O espectro era obtido pelo método de VC (varredura contínua), onde a
amostra é irradiada, uma freqüência por vez. Tempo de análise de cada
amostra variava entre 2-10 minutos.
-Os núcleos mais estudados eram 1H e 19F. O estudo de outros núcleos era,
na prática, fora do alcance de muitos pesquisadores.
O EspectrômetroO Espectrômetro
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Diferentes tipos de prótons possuem diferentes frequências de absorção no campo magnético
N
S
CH2 C
O
CH3
59.999995 MHz
59.999820 MHz
59.999700 MHz
hν60 MHz
Para absorção de 60 MHza força do campo magnético Bo , deve ser elevada a um valor diferente para cada tipo de próton.
Diferenças são muito pequenas, em partes por milhão.
EXEMPLO:
Bo = 1.41 Tesla
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varredura
aumento de B0
CAMPOALTO
CAMPO BAIXO
EM RMN CLEM RMN CLÁÁSSICA O INSTRUMENTO VARRE A PARTIR SSICA O INSTRUMENTO VARRE A PARTIR DE DE ““CAMPO BAIXOCAMPO BAIXO”” ATATÉÉ ““CAMPO ALTOCAMPO ALTO””
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CH2 C
O
CH3
NOTE QUE CADA TIPO DE PRÓTON ESTÁ LOCALIZADO EM UM LOCAL ESPECÍFICO - VOCÊ PODE CONTAR QUANTOS TIPOS DE PRÓTONS EXISTEM NA MOLÉCULA
Espectro RMN da Espectro RMN da FenilacetonaFenilacetona
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MODERNA INSTRUMENTAMODERNA INSTRUMENTAÇÇÃOÃO
RMN COM TRANSFORMADA DE FOURIER
requer um computadorFT-NMR
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- Modo pulsado Modo pulsado ouou FTFT para a aquisipara a aquisiçção do espectro.ão do espectro.
--RMNRMN--FTFT : : espectro pode ser registrado em poucos segundos utilizando 5 espectro pode ser registrado em poucos segundos utilizando 5
mg de amostra.mg de amostra.
--ΔΔE = h E = h γγ BBoo / 2/ 2ππ,, quanto maior quanto maior BBoo, maior a diferen, maior a diferençça entre os estados de a entre os estados de
spin nuclear, e mais forte o sinal. spin nuclear, e mais forte o sinal.
-- Para campo alto Para campo alto éé necessnecessáário imãs elrio imãs eléétricos especiais tricos especiais -- problemproblemáático tico
(necess(necessáário refrigerario refrigeraçção eficiente).ão eficiente).
-- SoluSoluçção contemporânea: uso de imãs supercondutores, refrigerados ão contemporânea: uso de imãs supercondutores, refrigerados
com nitrogênio/Hcom nitrogênio/Héélio (resistência de metais diminui com a diminuilio (resistência de metais diminui com a diminuiçção da ão da
temperatura)temperatura)..
Avanços Importantes na Instrumentação
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EXCITAEXCITAÇÇÃO PULSADAÃO PULSADA
CH2 C
O
CH3
PULSO RF DE CURTA DURAÇÃO
Todos os tipos de hidrogênio absorvem a frequência necessária para entrarem em ressonânciasimultaneamente com um simples pulso de RF.
contém um intervalo de frequências
N
S
ν1
ν2
ν3
(ν1 ..... νn)
o campo magno campo magnéético tico constante constante
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CH2 C
O
CH3
FREE INDUCTION DECAY (FID)FREE INDUCTION DECAY (FID)DECAIMENTO DE INDUDECAIMENTO DE INDUÇÇÃO LIVREÃO LIVRE
( sinal relaxação – retornam ao equilíbrio )
ν1
ν2
ν3
ν1, ν2, ν3 tem diferentes meias vidas
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TRANFORMADA DE FOURIER TRANFORMADA DE FOURIER Uma técnica matemática que resolve um sinal complexode FID para frequências individuais que se adicionaram.
SINALCOMPLEXO ν1 + ν2 + ν3 + ......
computador
Transformada de Fourier
FT-RMN
frequênciasindividuais
Intensidade x Tempo
Intensidade x Frequência
uma mistura de frequênciasdecaindo (com o tempo)
convertidas a um espectro
Converte a
( detalhes não serão vistos aqui. )
FID ESPECTRO DE RMN
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ESPECTRÔMETRO DE RMNESPECTRÔMETRO DE RMN
magneto condutor
amostra em tubo
espectro RMN
detector e amplificador
gerador de radiofrequência
![Page 32: Ressonância Magnética Nuclear (RMN) parte 1](https://reader035.fdocument.pub/reader035/viewer/2022081719/557210e9497959fc0b8de800/html5/thumbnails/32.jpg)
A combinaA combinaçção FID ão FID éé transformada em transformada em um clum cláássico espectro de RMN : ssico espectro de RMN :
CH2 C
O
CH3
“frequência” espectro
![Page 33: Ressonância Magnética Nuclear (RMN) parte 1](https://reader035.fdocument.pub/reader035/viewer/2022081719/557210e9497959fc0b8de800/html5/thumbnails/33.jpg)
INTEGRAINTEGRAÇÇÃOÃO
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CH2 C
O
CH3
NOTE QUE CADA TIPO DE PRÓTON ESTÁ LOCALIZADO EM UM LOCAL ESPECÍFICO - VOCÊ PODE CONTAR QUANTOS TIPOS DE PRÓTONS EXISTEM NA MOLÉCULA
Espectro RMN da Espectro RMN da FenilacetonaFenilacetona
![Page 35: Ressonância Magnética Nuclear (RMN) parte 1](https://reader035.fdocument.pub/reader035/viewer/2022081719/557210e9497959fc0b8de800/html5/thumbnails/35.jpg)
A área de um pico é proporcional ao número de hidrogênios que geram o pico.
Integração = determinação da área de um pico
INTEGRAINTEGRAÇÇÃO DE UM PICOÃO DE UM PICONão fornece somente informações sobre os diferentes tipos de hidrogênio como também apresenta informações dos números relativos de cada tipo de hidrogênio por um processo chamado de Integração.
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55 : 22 : 33 = 5 : 2 : 3
A linha da integral sinaliza uma quantidade proporcional de número de H em cada pico
MÉTODO 1integral
linhaintegral
Razão entre as alturas
Acetato de Acetato de BenzilaBenzila
Erro = 10 %
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Acetato de Acetato de BenzilaBenzila (FT(FT--NMR)NMR)
assumindo CH333.929 / 3 = 11.3
33.929 / 11.3 = 3.00
21.215 / 11.3 = 1.90
58.117 / 11.3 = 5.14
Atualmente: 5 2 3
MÉTODO 2
integraçãodigital
Instrumentação moderna reportam a integral como um número
CH2 O CO
CH3
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Quantos hidrogênios?
Quando a fórmula molecular é conhecida, cada integral pode ser atribuída a um número de hidrogênios.
=>
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ANISOTROPIA DIAMAGNANISOTROPIA DIAMAGNÉÉTICATICA
DESLOCAMENTO POR ELÉTRONS DE VALÊNCIA
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elétrons de valência blindam os núcleos devido ao efeito do campo aplicado.
B induzido (oposto a Bo)
Bo aplicado
linhas docampo magnético
O campo aplicado induz a circulação de elétrons de valência - isto gera um campo magnético que se opõe (ou não) ao campo aplicado.
Anisotropia DiamagnAnisotropia Diamagnééticatica
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Todos os diferentes tipos de prótons em uma molécula possuem diferentes blindagens.
Espectro de RMN contém informações úteis(diferentes tipos de prótons aparecem em locais previsíveis
Todos respondem de modo singular ao campo magnético aplicado e aparecem em diferentes localizações no espectro porque encontram-se em diferentes ambientes eletrônicos.
PRPRÓÓTONS DIFEREM EM SUAS BLINDAGENSTONS DIFEREM EM SUAS BLINDAGENS
CAMPO ALTOCAMPO BAIXOPrótons blindadosaparecem aqui.
Prótons menos blindadosaparecem aqui.
ESPECTRO
É necessário maior campopara causar ressonância.
![Page 42: Ressonância Magnética Nuclear (RMN) parte 1](https://reader035.fdocument.pub/reader035/viewer/2022081719/557210e9497959fc0b8de800/html5/thumbnails/42.jpg)
DESLOCAMENTO QUDESLOCAMENTO QUÍÍMICOMICO
![Page 43: Ressonância Magnética Nuclear (RMN) parte 1](https://reader035.fdocument.pub/reader035/viewer/2022081719/557210e9497959fc0b8de800/html5/thumbnails/43.jpg)
PICOS SÃO MEDIDOS COM RELAPICOS SÃO MEDIDOS COM RELAÇÇÃO A TMSÃO A TMS
TMSdeslocamento em Hz
0
Si CH3CH3
CH3
CH3
tetrametilsilano“TMS”
composto de referência
n
Ao invés de medir a posição exata de ressonância de um pico, as posições dos sinais dos picos são definidas de acordo com suas distâncias em relação ao sinal de uma substância referência TMS.
Altamente blindadoprótons aparecemem campo alto.
Si é menos eletronegativo que o C.
campo
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hν = Bo
γ2π
constantes
frequência
intensidade docampo
Mais forte o campo (Bo) é necessárioque o instrumento opere em maioresfrequênicas (ν).
RMN B0
1H Frequênciade Operação
60 Mhz
100 MHz
300 MHz
RECORDANDO NOSSA DISCUSSÃO ANTERIOR
7.05 T
2.35 T1.41 T
ν = ( K) Bo
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TMS
deslocamento em Hz
0n
Campo
O deslocamento observado para um próton em Hz também depende da frequênciado instrumento usado.
maiores frequências= maiores desloca-mentos em Hz.
ALTAS FREQUÊNCIAS LEVAM A ALTAS FREQUÊNCIAS LEVAM A MAIORES DESLOCAMENTOSMAIORES DESLOCAMENTOS
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deslocamentoquímico = δ =
deslocamento em Hz
frequência do espectrômetro em MHz= ppm
Esta medida fornece um número independente do instrumento usado.
partes pormilhão
O DESLOCAMENTO QUO DESLOCAMENTO QUÍÍMICOMICOOs deslocamentos a partir do TMS em Hz são maiores em instrumentos que utilizam campos maiores (300 MHz, 500 MHz) que aqueles que usam campos menores (100 MHz, 60 MHz).
É possível ajustar o deslocamento usando uma medida de campo independente da frequênciaoperacional do equipamento denominada “deslocamento químico”:
Um próton específico em uma certa molécula sempre apresentará o mesmo deslocamento químico (valor constante).
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01234567 ppm
Hz Equivalente 1 ppm
1H FrequênciaOperacional
60 MHz 60 Hz
100 MHz 100 Hz
300 MHz 300 Hz
HERTZ EQUIVALE A 1 PPMHERTZ EQUIVALE A 1 PPM
Cada unidade ppm representa uma alteração de 1 ppm em Bo (intensidade do campo magnético, Tesla) ou uma alteração de 1 ppm na frequência (MHz).
O que representa ppm?
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O deslocamento químico é independente da freqüência operacional do espectrômetro.
Estes prótons percebem um campo magnético efetivo maior, logo entram em ressonância em frequênciasmais altas.
ESPECTRO
Campo Alto – conceito usado nos espectrômetros de onda contínua, variação do campo e frequênciaconstante
Estes prótons percebem um campo magnético efetivo menor, logo entram em ressonância em frequênciasmais baixas.
Befetivo = Baplicado - Blocal
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Esquema de CorrelaEsquema de Correlaçção para ão para RMNRMN
12 11 10 9 8 7 6 5 4 3 2 1 0
-OH -NH
CH2FCH2ClCH2BrCH2ICH2OCH2NO2
CH2ArCH2NR2CH2SC C-HC=C-CH2CH2-C-
O
C-CH-C
C
C-CH2-CC-CH3
RCOOH RCHO C=C
H
TMS
HCHCl3 ,
δ (ppm)
CAMPO BAIXO CAMPO ALTODESBLINDADO BLINDADO
Intervalos podem ser bem definidos para diferentes tipos de prótons.
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INTERVALOS DE DESLOCAMENTO QUÍMICO (ppm) PARA ALGUNS TIPOS DE PRÓTONS
R-CH3 0.7 - 1.3
R-C=C-C-H 1.6 - 2.6
R-C-C-H 2.1 - 2.4
O
O
RO-C-C-H 2.1 - 2.5O
HO-C-C-H 2.1 - 2.5
N C-C-H 2.1 - 3.0
R-C C-C-H 2.1 - 3.0
C-H 2.3 - 2.7
R-N-C-H 2.2 - 2.9
R-S-C-H 2.0 - 3.0
I-C-H 2.0 - 4.0
Br-C-H 2.7 - 4.1
Cl-C-H 3.1 - 4.1
RO-C-H 3.2 - 3.8
HO-C-H 3.2 - 3.8
R-C-O-C-H 3.5 - 4.8
O
R-C=C-H
H
6.5 - 8.0
R-C-H
O
9.0 - 10.0
R-C-O-H
O
11.0 - 12.0
O2N-C-H 4.1 - 4.3
F-C-H 4.2 - 4.8
R3CH 1.4 - 1.7R-CH2-R 1.2 - 1.4 4.5 - 6.5
R-N-H 0.5 - 4.0 Ar-N-H 3.0 - 5.0 R-S-H
R-O-H 0.5 - 5.0 Ar-O-H 4.0 - 7.0
R-C-N-H
O
5.0 - 9.0
1.0 - 4.0R-C C-H 1.7 - 2.7
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VOCÊ NÃO PRECISA MEMORIZAR A TABELADO SLIDE ANTERIOR
É SUFICIENTE CONHECER QUAIS OS TIPOS DE HIDROGÊNIOSESTÃO NAS ÁREAS SELECIONADAS DO ESQUEMA DE RMN
alifáticoC-H
CH de Cpróximo a ligação pi
C-H onde C está ligado a um átomo eletronegativo
alceno=C-H
benzenoCH
aldeídoCHO
ácidoCOOH
2346791012 0
X-C-HX=C-C-H
A MAIOR PARTE DO ESPECTRO PODE SER INTERPRETADA APENAS COM AS INFORMAÇÕES
CITADAS AQUI
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DESBLINDAGEM E EFEITO ANISOTRDESBLINDAGEM E EFEITO ANISOTRÓÓPICOPICO
Três fatores são importantes para determinar as posições de ressonância (escala ppm) da maioria dos prótons.
1. Desblindagem por elementos eletronegativos.
2. Campos anisotrópicos devido a elétrons da ligaçãopi na molécula.
Discutiremos esses fatores nas próximas seções.
Befetivo = Baplicado - Blocal
3. Desblindagem devido à pontes de hidrogênio.
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DESBLINDAGEM POR DESBLINDAGEM POR ELEMENTOS ELETRONEGATIVOSELEMENTOS ELETRONEGATIVOS
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“altamente blindado”prótons aparecem
em campo alto
“desblindado“prótons aparecem
em campo baixo
desblindagem desloca a ressonância do prótonpara campos menores
C HClCloro “deblinda” o próton,atraindo elétrons da camada de valência do Carbono, o qual retira do próton.
elemento eletronegativo
DESBLINDAGEM POR ELEMENTOS ELETRONEGATIVOSDESBLINDAGEM POR ELEMENTOS ELETRONEGATIVOS
ESQUEMA RMN
δ- δ+
δ- δ+
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Dependência do Deslocamento Dependência do Deslocamento QuQuíímico com Relamico com Relaçção a ão a
EletronegatividadeEletronegatividade
Composto CH3X
Elemento X
Eletronegatividade de X
Deslocamento químico δ
CH3F CH3OH CH3Cl CH3Br CH3I CH4 (CH3)4Si
F O Cl Br I H Si
4.0 3.5 3.1 2.8 2.5 2.1 1.8
4.26 3.40 3.05 2.68 2.16 0.23 0
Dependência do deslocamento químico de CH3X com relação a X
desblindagem aumenta com o aumento da eletronegatividade do átomo X
TMSmaisdesblindado
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Efeito da SubstituiEfeito da Substituiçção sobre ão sobre o Deslocamento Quo Deslocamento Quíímicomico
CHCl3 CH2Cl2 CH3Cl
7.27 5.30 3.05 ppm
-CH2-Br -CH2-CH2Br -CH2-CH2CH2Br
3.30 1.69 1.25 ppm
maisdesblindado
maisdesblindado
O efeito diminui com o aumento da distância.
O efeito aumenta com maior quantidade de átomos eletronegativos.
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O Espectro de RMN
=>
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CAMPOS ANISOTRCAMPOS ANISOTRÓÓPICOSPICOSDEVIDO A PRESENÇA DE LIGAÇÕES PI
A presença de ligações pi ou sistemas pi próximoafeta o deslocamento químico.
Benzeno possui o maior efeito.
Anisotrópico: do grego “diferente em diferentes direções”
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campos se adicionam
Campo magnético secundário
gerados pela circulação deelétrons que desblindam os prótons do anel aromático.protons
Elétrons π
Correntes no Benzeno
Bo
Desblindado
H H
circulam
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C=CHH
H H
Bo
Prótons sãodesblindados
deslocadopara campos baixos
campo magnéticosecundário(anisotrópico)linhas
CAMPO ANISOTRCAMPO ANISOTRÓÓPICO EM UM ALCENOPICO EM UM ALCENO
Desblindados
Campos se adicionam
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Bo
campo magnéticosecundário(anisotrópico)
H
HC
C
CAMPO ANISOTRCAMPO ANISOTRÓÓPICO PARA UM ALCINOPICO PARA UM ALCINO
hidrogêniossão blindados
Blindado
campos são subtraídos
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PONTES DE HIDROGÊNIOPONTES DE HIDROGÊNIO
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PONTES DE HIDROGÊNIO DESBLINDAM OS PRPONTES DE HIDROGÊNIO DESBLINDAM OS PRÓÓTONSTONS
O HR
O R
HHO
RO deslocamento químico depende quantas ligações H estão sendo feitas.
Álcoois variam o deslocamentode 0.5 ppm (OH livre) a cerca de5.0 ppm (com pontes de H).
Pontes de H estendem as ligaçãoO-H reduzindo a densidade eletrônica de valência ao redor do próton -ele é desblindado e deslocado a campos mais baixos no espectro RMN.
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OC
OR
H
HCO
OR
Ácidos Carboxílicos fazemfortes pontes de H - formamdímeros.
Com ácidos carboxílicos as absorções O-H são encontradas entre 10 e 12 ppm em campos baixos
O
OO
HCH3
Em salicilato de metila, o qual faz umaforte ponte de H interna, a absorção em RMN para O-H é cerca de 14 ppm,deslocada a campos baixos.
Note a formação de um anel de 6 membros.
ALGUNS CASOS EXTREMOSALGUNS CASOS EXTREMOS
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Prótons quimicamente equivalentes: prótons em um mesmo ambiente químico.
Cada grupo de prótons quimicamente equivalentes em uma substância dá origem a um sinal no espectro de RMN1H da substância.
![Page 66: Ressonância Magnética Nuclear (RMN) parte 1](https://reader035.fdocument.pub/reader035/viewer/2022081719/557210e9497959fc0b8de800/html5/thumbnails/66.jpg)
Número de SinaisHidrogênios equivalentes possuem o
mesmo deslocamento químico.
=>
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EXERCEXERCÍÍCIOSCIOS
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ExercExercíício 1cio 1Em cada uma das substâncias a seguir, quais dos prótons marcados (*) possuem o maior deslocamento químico (isto é, o sinal em campo mais baixo ou o sinal em maior frequência)?
CH3CHCHBr
Br Br
* * CH3CH2CHCH3
Cl
*
** CH3CH2CH=CH2**
CH3CHOCH3
CH3
CH3CHCCH2CH3
CH3
O** *
a) b) c)
d) e)
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ExercExercíício 2cio 2(a) Calcule as proporções dos diferentes tipos de prótons em uma
substância com uma razão de integração de 6 : 4 : 18,4 (indo da esquerda para a direita através do espectro).
(b) Determine a estrutura de uma substância que forneceria essas integrais relativas na ordem observada.
(a)Divida cada valor pelo menor número:6/4 = 1,5 4/4 = 1,0 18,4/4 = 4,6Multiplique por um n° que fará com que todos os números fiquem próximos de números inteiros- 1,5 x 2 = 3,0 ; 1,0 x 2,0 = 2,0 ;4,6 x 2 = 9,2A proporção fica: 3 : 2 : 9 ou 6 : 4 : 18.
CH3CCH2COCH3
CH3
CH3 O
(b) O “3” sugere um grupo metila, o “2” um metileno e o “9” o terc-butila .O grupo metila está próximo de um grupo metila que promove desblindageme o grupo terc-butila está + afastado do grupo que promove desblindagem. A seguinte substância se encaixa nesses requisitos: