BÁO CÁO PHÂN TÍCH CÔNG CỤ 1 CHỦ ĐỀ CỘNG HƯỞNG TỪ HẠT NHÂN (NMR)

Báo cáo phân tích công cụ 1

GVHD: Nguyễn Xuân Thị Diễm Trinh

TRƯỜNG ĐẠI HỌC TRÀ VINH KHOA HÓA HỌC ỨNG DỤNG ----------

BÁO CÁO PHÂN TÍCH CÔNG CỤ 1 CHỦ ĐỀ: CỘNG HƯỞNG TỪ HẠT NHÂN (NMR) Giáo viên hướng dẫn: Nguyễn Xuân Thị Diễm Trinh Lớp: DA15HHB

Sinh viên thực hiện:

MSSV:

1. Trần Thị Thuỳ Dương

112615004

2. Nguyễn Hoàng Phương Nam

112615063

3. Nguyễn Bá Phong

112615102

4. Nguyễn Thuỵ Huyền Trang

112615112

5. Nguyễn Thị Bích Trâm

112615113

Trà vinh, ngày 24 tháng 09 năm 2018

Nhóm 2

Page 1

https://twitter.com/daykemquynhon plus.google.com/+DạyKèmQuyNhơn

www.facebook.com/daykem.quynhon https://daykemquynhon.blogspot.com

Báo cáo phân tích công cụ 1

GVHD: Nguyễn Xuân Thị Diễm Trinh

GIỚI THIỆU CHUNG ..................................................................................................... 4 CHƯƠNG 1: CƠ SỞ LÝ THUYẾT VỀ CỘNG HƯỞNG TỪ HẠT NHÂN (NMR) . 5

Ơ

H

1. Thành phần của hạt nhân .................................................................................... 5

N

I. CẤU TRÚC CỦA NGUYÊN TỬ ............................................................................ 5

Y

N

2. Spin electron .......................................................................................................... 5

TP

HẠT NHÂN TRONG TỪ TRƯỜNG ............................................................ 9

1. Hiệu ứng Zeeman và điều kiện cộng hưởng ....................................................... 9

H Ư

http://daykemquynhon.ucoz.com

N

G

2. Cơ chế hấp thụ bức xạ (Cộng hưởng) ............................................................... 12 SỰ CHE CHẮN VÀ ĐỘ CHUYỂN DỊCH HÓA HỌC ............................. 13

TR ẦN

IV.

1. Sự che chắn.......................................................................................................... 13

B

2. Độ chuyển dịch hóa học ..................................................................................... 14

10 00

V. SỰ PHÂN TÁCH SPIN – SPIN (QUY TẮC n+1) ............................................... 15

A

1. Sự phân tách spin – spin ............................................................................... 15

-H

Ó

2. Bản chất của sự phân tách spin – spin ...................................................... 18

Ý

3. Hằng số ghép cặp J ............................................................................................. 20 PHỔ KẾ CỘNG HƯỞNG TỪ HẠT NHÂN .............................................. 21

-L

VI.

TO

ÁN

1. Thiết bị sóng liên tục ( continuous- wase- CW) ............................................... 21

ÀN

2. Thiết bị biến đổi Fourier xung hóa (FT) ............................................................... 23 Cường độ pic hấp thụ và đường cong tích phân ........................................ 25

Đ

VII.

https://daykemquynhonofficial.wordpress.com/blog/

Đ ẠO

III.

MỌI YÊU CẦU GỬI VỀ HỘP MAIL DAYKEMQUYNHONBUSINESS@GMAIL.COM HOTLINE : +84905779594 (MOBILE/ZALO)

Nơi bồi dưỡng kiến thức Toán - Lý - Hóa cho học sinh cấp 2+3 / Diễn Đàn Toán - Lý - Hóa Quy Nhơn 1000B Trần Hưng Đạo Tp.Quy Nhơn Tỉnh Bình Định

II. NGUYÊN TẮC CỦA PHƯƠNG PHÁP ................................................................. 8

DẠY KÈM QUY NHƠN OFFICIAL ST&GT : Đ/C 1000B TRẦN HƯNG ĐẠO TP.QUY NHƠN

.Q

U

3. Spin hạt nhân ........................................................................................................ 6

D

IỄ N

CHƯƠNG 2: PHƯƠNG PHÁP PHÂN TÍCH PHỔ CỘNG HƯỞNG TỪ HẠT NHÂN 1H VÀ 13C ........................................................................................................ 26 I. PHỔ PROTON (1H – NMR OR PROTON NMR) .............................................. 26 1. Hạt nhân proton ................................................................................................. 26 2. Kí hiệu của phổ ................................................................................................... 27 Nhóm 2

Đóng góp PDF bởi GV. Nguyễn Thanh Tú

Page 2 www.facebook.com/daykemquynhonofficial www.facebook.com/boiduonghoahocquynhonofficial

https://twitter.com/daykemquynhon plus.google.com/+DạyKèmQuyNhơn

www.facebook.com/daykem.quynhon https://daykemquynhon.blogspot.com

Báo cáo phân tích công cụ 1

GVHD: Nguyễn Xuân Thị Diễm Trinh

2.1.

Phổ bậc 1 ................................................................................................. 28

2.2.

Phổ bậc cao AB, A2B và ABX ............................................................... 29

Ơ

H

1. Hạt nhân Carbon -13.......................................................................................... 32

N

II. Phổ 13C – NMR ....................................................................................................... 31

N

2. Độ chuyển hoá học của Carbon – 13 ................................................................. 32

Y

PHƯƠNG PHÁP GIẢI PHỔ 13C VÀ 1H ĐỂ XÁC ĐỊNH CẤU TRÚC .... 38

H Ư

N

G

ỨNG DỤNG ..................................................................................................................... 44

TO

ÁN

-L

Ý

-H

Ó

A

10 00

B

TR ẦN

TÀI LIỆU THAM KHẢO .............................................................................................. 46

https://daykemquynhonofficial.wordpress.com/blog/

VÍ DỤ GIẢI PHỔ NMR ................................................................................................. 40

MỌI YÊU CẦU GỬI VỀ HỘP MAIL DAYKEMQUYNHONBUSINESS@GMAIL.COM HOTLINE : +84905779594 (MOBILE/ZALO)

Đ ẠO

2. Phổ 13C – NMR ................................................................................................... 39

DẠY KÈM QUY NHƠN OFFICIAL ST&GT : Đ/C 1000B TRẦN HƯNG ĐẠO TP.QUY NHƠN

U

.Q

TP

1. Phổ proton NMR ................................................................................................ 38

D

IỄ N

Đ

ÀN

http://daykemquynhon.ucoz.com

Nơi bồi dưỡng kiến thức Toán - Lý - Hóa cho học sinh cấp 2+3 / Diễn Đàn Toán - Lý - Hóa Quy Nhơn 1000B Trần Hưng Đạo Tp.Quy Nhơn Tỉnh Bình Định

III.

Nhóm 2

Đóng góp PDF bởi GV. Nguyễn Thanh Tú

Page 3 www.facebook.com/daykemquynhonofficial www.facebook.com/boiduonghoahocquynhonofficial

https://twitter.com/daykemquynhon plus.google.com/+DạyKèmQuyNhơn

www.facebook.com/daykem.quynhon https://daykemquynhon.blogspot.com

Báo cáo phân tích công cụ 1

GVHD: Nguyễn Xuân Thị Diễm Trinh GIỚI THIỆU CHUNG

Ngày nay các phương pháp vật lý, đặc biệt là các phương pháp phổ được sử dụng rộng rãi để nghiên cứu các hợp chất hóa học cũng như các quá trình phản ứng

H

Ơ

chất hữu cơ.

N

hóa học. Những phương pháp này đặc biệt có ý nghĩa đối với việc xác định các hợp

N

Phổ cộng hưởng từ hạt nhân viết tắt tiếng Anh là NMR (Nuclear Magnetic

TP

Nơi bồi dưỡng kiến thức Toán - Lý - Hóa cho học sinh cấp 2+3 / Diễn Đàn Toán - Lý - Hóa Quy Nhơn 1000B Trần Hưng Đạo Tp.Quy Nhơn Tỉnh Bình Định

.Q

chất hữu cơ, nó có ý nghĩa quan trọng để xác định cấu tạo các phân tử phức tạp như các hợp chất thiên nhiên. Phương pháp phổ NMR nghiên cứu cấu trúc phân tử bằng

http://daykemquynhon.ucoz.com

N

G

được tập hợp thành phân tử. Do vậy phổ NMR có thể cung cấp thông tin chi tiết về

H Ư

cấu trúc mà khó có thể nhận biết bằng bất kỳ phương pháp nào khác. Có nhiều hạt

TR ẦN

nhân có thể nghiên cứu bằng kỹ thuật NMR, song hydro và carbon là chung nhất.

Trong khi phổ hồng ngoại phát hiện ra các nhóm chức có mặt trong phân tử, thì phổ

B

cộng hưởng từ hạt nhân cho ta biết về số lượng nguyên tử khác biệt về mặt từ tính

10 00

có mặt trong phân tử nghiên cứu. Phương pháp phổ biến được sử dụng là phương

D

IỄ N

Đ

ÀN

TO

ÁN

-L

Ý

-H

Ó

A

pháp phổ 1H-NMR và phổ 13C-NMR.

https://daykemquynhonofficial.wordpress.com/blog/

trường mạnh. Các hạt nhân này là một phần của nguyên tử và các nguyên tử lại

MỌI YÊU CẦU GỬI VỀ HỘP MAIL DAYKEMQUYNHONBUSINESS@GMAIL.COM HOTLINE : +84905779594 (MOBILE/ZALO)

Đ ẠO

sự tương tác bức xạ điện từ tần số radio với tập hợp hạt nhân được đặt trong từ

DẠY KÈM QUY NHƠN OFFICIAL ST&GT : Đ/C 1000B TRẦN HƯNG ĐẠO TP.QUY NHƠN

U

Y

Resonance) là một phương pháp vật lý hiện đại nghiên cứu cấu tạo của các hợp

Nhóm 2

Đóng góp PDF bởi GV. Nguyễn Thanh Tú

Page 4 www.facebook.com/daykemquynhonofficial www.facebook.com/boiduonghoahocquynhonofficial

https://twitter.com/daykemquynhon plus.google.com/+DạyKèmQuyNhơn

www.facebook.com/daykem.quynhon https://daykemquynhon.blogspot.com

Báo cáo phân tích công cụ 1

GVHD: Nguyễn Xuân Thị Diễm Trinh

CHƯƠNG 1: CƠ SỞ LÝ THUYẾT VỀ CỘNG HƯỞNG TỪ HẠT NHÂN (NMR) I. CẤU TRÚC CỦA NGUYÊN TỬ

H

Thành phần hạt nhân bao gồm: proton, neutron và electron. Số proton trong

Ơ

N

1. Thành phần của hạt nhân

Y

N

hạt nhân (Z: số thứ tự nguyên tử) xác nhận tính đồng nhất và điện tích hạt nhân.

TP

Nơi bồi dưỡng kiến thức Toán - Lý - Hóa cho học sinh cấp 2+3 / Diễn Đàn Toán - Lý - Hóa Quy Nhơn 1000B Trần Hưng Đạo Tp.Quy Nhơn Tỉnh Bình Định

Carbon. Nếu xem xét một số lượng lớn nguyên tử Hydro thì thấy rằng các hạt nhân

G

Hầu hết các nguyên tử H trong tự nhiên 99,985% không có neutron ( N=0),

H Ư

http://daykemquynhon.ucoz.com

N

nhưng một phần nhỏ 0.015% có một neutron (N=1) trong mỗi hạt nhân. Người ta thấy rằng có hai đồng vị tự nhiên của H và chúng có công thức tương ứng 1H và 2H.

TR ẦN

Chỉ số trên một công thức chỉ khối lượng nguyên tử danh định A của nguyên tử và tổng số của Z:

10 00

B

A=Z+N

Và 2H được gọi là deuteri hay Hydro nặng

A

2. Spin electron

-H

Ó

Momen gốc spin là một phân tử tự quay quanh trụ, electron có một tính chất.

Electron là một phần tử mang điện tích (Z= -1) nên sự tự quay nó tạo nên một

D

IỄ N

Đ

ÀN

TO

ÁN

-L

Ý

momen từ rất nhỏ.

https://daykemquynhonofficial.wordpress.com/blog/

nhau ở số neutron.

MỌI YÊU CẦU GỬI VỀ HỘP MAIL DAYKEMQUYNHONBUSINESS@GMAIL.COM HOTLINE : +84905779594 (MOBILE/ZALO)

Đ ẠO

của chúng không đồng nhất. Đó là mỗi hạt nhân đều có một proton, nhưng khác

DẠY KÈM QUY NHƠN OFFICIAL ST&GT : Đ/C 1000B TRẦN HƯNG ĐẠO TP.QUY NHƠN

.Q

U

Mỗi hạt có một proton là hạt nhân Hydro, mỗi hạt nhân có 6 proton là hạt nhân

Hình 1. Momen góc spin của electron trong từ trường ngoài B

Nhóm 2

Đóng góp PDF bởi GV. Nguyễn Thanh Tú

Page 5 www.facebook.com/daykemquynhonofficial www.facebook.com/boiduonghoahocquynhonofficial

https://twitter.com/daykemquynhon plus.google.com/+DạyKèmQuyNhơn

www.facebook.com/daykem.quynhon https://daykemquynhon.blogspot.com

Báo cáo phân tích công cụ 1

GVHD: Nguyễn Xuân Thị Diễm Trinh

Giá trị của s tương ứng với hai hướng có thể của vecto momen từ (hướng lên trên hoặc hướng xuống dưới). Hai trạng thái spin suy thoái này của electron bị suy biến tức có năng lượng như nhau khi không có mặt từ trường ngoài. Electron hướng

H

Ơ

song song với trường s = +1/2.

N

đối song (ngược hướng) với trường s = -1/2 có năng lượng thấp hơn electron hướng

N

3. Spin hạt nhân

TP

Nơi bồi dưỡng kiến thức Toán - Lý - Hóa cho học sinh cấp 2+3 / Diễn Đàn Toán - Lý - Hóa Quy Nhơn 1000B Trần Hưng Đạo Tp.Quy Nhơn Tỉnh Bình Định

.Q

- Một số hạt nhân có điện tích chuyển động xung quanh trục hạt nhân, chuyển

H Ư

N

là momen từ

http://daykemquynhon.ucoz.com

https://daykemquynhonofficial.wordpress.com/blog/

G

Trong đó:

MỌI YÊU CẦU GỬI VỀ HỘP MAIL DAYKEMQUYNHONBUSINESS@GMAIL.COM HOTLINE : +84905779594 (MOBILE/ZALO)

Đ ẠO

động quay của điện tích này sinh ra momen từ dọc theo trục hạt nhân:

là hệ số từ thẩm

TR ẦN

là momen góc

- Giá trị tuyệt đối của momen spin hạt nhân P tính theo I: P = (h/2π).I

10 00

B

Trong đó:

I là số lượng tử spin hạt nhân

Ó

A

không tồn tại momen từ khi I = 0 thì có hiện tượng NMR

-L

Ý

-H

thì tồn tại momen từ hay

ÁN

là hệ số từ thẩm đặc trưng cho mỗi hạt nhân nguyên tử - Giá trị tuyệt đối của momen spin hạt nhân P tính theo I:

TO

P = (h/2π).I - Giá trị tuyệt đối của momen từ tính theo I : µ =γ(h/2π).I

D

IỄ N

Đ

ÀN

DẠY KÈM QUY NHƠN OFFICIAL ST&GT : Đ/C 1000B TRẦN HƯNG ĐẠO TP.QUY NHƠN

U

Y

- Tất cả hạt nhân đều mang điện tích.

Nhóm 2

Đóng góp PDF bởi GV. Nguyễn Thanh Tú

Page 6 www.facebook.com/daykemquynhonofficial www.facebook.com/boiduonghoahocquynhonofficial

https://twitter.com/daykemquynhon plus.google.com/+DạyKèmQuyNhơn

www.facebook.com/daykem.quynhon https://daykemquynhon.blogspot.com

GVHD: Nguyễn Xuân Thị Diễm Trinh

1

0

2H

1,56.10-2

1

1

12C

98,89

6

6

13C

1,108

6

14N

99,635

7

15N

0,365

7

16O

99,96

17O

3,7.10-2

35Cl

75,4

37Cl 79Br

1

tương đối

2,793

1.000

0,857

9,64. 10-3

0

1/2

0,702

1,59.10-2

7

0

0,404

1,01.10-3

8

5/2

-0,283

1,04.10-3

8

3/2

8

9

3/2

-1,893

2,91.10-2

17

18

3/2

0,821

4,71.10-3

24,6

17

20

3.2

0,683

2,72.10-3

35

44

3/2

2,099

7,86.10-2

49,43

35

46

3/2

2,263

9,84.10-2

19F

100

19

0

1/2

0,833

100

31

0

1/2

6,63.10-2

Đ IỄ N

10 00 Ó

A

8

-H

Ý

ÁN

TO

81Br

50,57

B

7

-L

TR ẦN

99,98

Độ nhạy

https://daykemquynhonofficial.wordpress.com/blog/

1/2

1H

µ

MỌI YÊU CẦU GỬI VỀ HỘP MAIL DAYKEMQUYNHONBUSINESS@GMAIL.COM HOTLINE : +84905779594 (MOBILE/ZALO)

I

G

Số neutron

N

nhiên

Số proton

H Ư

% Trong tự

ÀN

http://daykemquynhon.ucoz.com

Đồng vị

Đ ẠO

Bảng 1. Những hạt nhân thường gặp trong hợp chất hữu cơ

DẠY KÈM QUY NHƠN OFFICIAL ST&GT : Đ/C 1000B TRẦN HƯNG ĐẠO TP.QUY NHƠN

.Q TP

Nơi bồi dưỡng kiến thức Toán - Lý - Hóa cho học sinh cấp 2+3 / Diễn Đàn Toán - Lý - Hóa Quy Nhơn 1000B Trần Hưng Đạo Tp.Quy Nhơn Tỉnh Bình Định

Hình 2. Momen từ

31P

D

U

Y

N

H

Ơ

N

Báo cáo phân tích công cụ 1

Để phân biệt trạng thái spin hạt nhân và spin electron người ta quy ước gán

nhãn các trạng thái spin hạt nhân bằng số lượng spin hạt nhân m. Proton có thể nhận hai giá trị là -1/2 và +1/2. Mô tả như vậy là có spin hạt nhân 1/2 . Vì điện tích hạt nhân ngược dấu với điện tích electron nên hạt nhân có momen từ song song với từ trường ngoài sẽ có năng lượng thấp hơn.

Nhóm 2

Đóng góp PDF bởi GV. Nguyễn Thanh Tú

Page 7 www.facebook.com/daykemquynhonofficial www.facebook.com/boiduonghoahocquynhonofficial

https://twitter.com/daykemquynhon plus.google.com/+DạyKèmQuyNhơn

www.facebook.com/daykem.quynhon https://daykemquynhon.blogspot.com

GVHD: Nguyễn Xuân Thị Diễm Trinh

N

Số thứ tự Z

Chẵn hay lẻ

Số lượng tử từ spin

½, 3/2, 5/2

Chẵn

Chẵn

Chẵn

Lẻ

0

1,3,5

H Ư

Lẻ

TR ẦN

Số khối A

ÁN

-L

Ý

-H

Ó

A

10 00

B

http://daykemquynhon.ucoz.com

vào số khối của nguyên tử A và số thứ tự nguyên tử Z:

G

Mỗi hạt nhân nguyên tử có một số lượng spin I hạt nhân nhất định, phụ thuộc

TO

II. NGUYÊN TẮC CỦA PHƯƠNG PHÁP

https://daykemquynhonofficial.wordpress.com/blog/

Đ ẠO

m = 2I +1

MỌI YÊU CẦU GỬI VỀ HỘP MAIL DAYKEMQUYNHONBUSINESS@GMAIL.COM HOTLINE : +84905779594 (MOBILE/ZALO)

Tổng số trạng thái spin có thể xác định trực tiếp theo giá trị sau:

DẠY KÈM QUY NHƠN OFFICIAL ST&GT : Đ/C 1000B TRẦN HƯNG ĐẠO TP.QUY NHƠN

.Q

TP

Nơi bồi dưỡng kiến thức Toán - Lý - Hóa cho học sinh cấp 2+3 / Diễn Đàn Toán - Lý - Hóa Quy Nhơn 1000B Trần Hưng Đạo Tp.Quy Nhơn Tỉnh Bình Định

Hình 3. Momen góc spin của hạt nhân từ trường ngoài B0

U

Y

N

H

Ơ

N

Báo cáo phân tích công cụ 1

D

IỄ N

Đ

ÀN

Kết quả ghi nhận:

Nhóm 2

Đóng góp PDF bởi GV. Nguyễn Thanh Tú

Page 8 www.facebook.com/daykemquynhonofficial www.facebook.com/boiduonghoahocquynhonofficial

https://twitter.com/daykemquynhon plus.google.com/+DạyKèmQuyNhơn

www.facebook.com/daykem.quynhon https://daykemquynhon.blogspot.com

Báo cáo phân tích công cụ 1

GVHD: Nguyễn Xuân Thị Diễm Trinh

III. HẠT NHÂN TRONG TỪ TRƯỜNG 1. Hiệu ứng Zeeman và điều kiện cộng hưởng a. Hiệu ứng Zeeman

Ơ

H

nhân bị phân tách về mặt năng lượng, với giá trị m dương lớn nhất tương ứng với

N

Khi đặt một tập hợp hạt nhân trong từ trường ngoài, trạng thái spin của hạt

Y

N

trạng thái năng lượng thấp nhất ( bền nhất). Sự phân tách trạng thái trong từ trường

TP

Nơi bồi dưỡng kiến thức Toán - Lý - Hóa cho học sinh cấp 2+3 / Diễn Đàn Toán - Lý - Hóa Quy Nhơn 1000B Trần Hưng Đạo Tp.Quy Nhơn Tỉnh Bình Định

thái spin tương đương về mặt năng lượng. Vì hạt nhân là một điện tích điểm và một

TR ẦN

H Ư

http://daykemquynhon.ucoz.com

N

G

lệ thuận với giá trị m và cường độ từ trường B0.

h là hằng số plank năng lượng vào từ trường. 

10 00

B

là tỷ số từ thẩm là hằng số đối với mỗi hạt nhân và xác định sự phụ thuộc

A

Đối với hạt nhân Hydro

-H

Ó

Hạt nhân Hydro có thể có 2 spin theo hai chiều kim đồng hồ (+1/2) và ngược chiều kim đồng hồ (-1/2), nên momen từ trong trường hợp này là có hướng ngược

-L

Ý

nhau. Trong từ trường áp dụng, tất cả các proton đều có momen từ hoặc là cùng

D

IỄ N

Đ

ÀN

TO

ÁN

hướng hoặc ngược hướng với từ trường đó.

https://daykemquynhonofficial.wordpress.com/blog/

được tạo ra bởi điện tích và spin của nó. Năng lượng của trạng thái spin đã cho E tỷ

MỌI YÊU CẦU GỬI VỀ HỘP MAIL DAYKEMQUYNHONBUSINESS@GMAIL.COM HOTLINE : +84905779594 (MOBILE/ZALO)

Đ ẠO

điện tích bất kì chuyển động đều sinh ra từ trường riêng, hạt nhân có momen từ µ

DẠY KÈM QUY NHƠN OFFICIAL ST&GT : Đ/C 1000B TRẦN HƯNG ĐẠO TP.QUY NHƠN

.Q

U

được gọi là hiệu ứng Zeeman hạt nhân. Như vậy trong từ trường ngoài các trạng

Hình 4. Hai trạng thái spin được phép cho proton Hạt nhân H chấp nhận chỉ một sự định hướng này hoặc một sự định hướng kia đối với trường hợp áp dụng. Trạng thái spin +1/2 là trạng thái năng lượng thấp vì Nhóm 2

Đóng góp PDF bởi GV. Nguyễn Thanh Tú

Page 9 www.facebook.com/daykemquynhonofficial www.facebook.com/boiduonghoahocquynhonofficial

https://twitter.com/daykemquynhon plus.google.com/+DạyKèmQuyNhơn

www.facebook.com/daykem.quynhon https://daykemquynhon.blogspot.com

Báo cáo phân tích công cụ 1

GVHD: Nguyễn Xuân Thị Diễm Trinh

nó có cùng hướng với từ trường và ngược lại. Như vậy, khi một từ trường ngoài được sử dụng thì các trạng thái spin suy yếu thành hai trạng thái có năng lượng

1/2 và -3/2 sắp xếp cùng hướng với từ trường áp dụng, còn trạng thái ½ và 3/2 thì

TO

ÁN

-L

Ý

-H

Ó

A

10 00

B

sắp xếp ngược hướng với từ trường áp dụng.

Đ

ÀN

Hình 6. Trạng thái spin của nguyên tử Clo khi có và không có từ trường áp

https://daykemquynhonofficial.wordpress.com/blog/

TR ẦN

½, 3/2) nên nguyên tử này có 4 mức năng lượng như hình 6. Các trạng thái spin -

DẠY KÈM QUY NHƠN OFFICIAL ST&GT : Đ/C 1000B TRẦN HƯNG ĐẠO TP.QUY NHƠN

N

Trong trường hợp nguyên tử Clo, do có 4 trạng thái spin khác nhau (-3/2, -1/2,

IỄ N D

Đối với Clo

H Ư

http://daykemquynhon.ucoz.com



G

Hình 5. Các trạng thái của spin của proton khi không có và có từ trường áp dụng

MỌI YÊU CẦU GỬI VỀ HỘP MAIL DAYKEMQUYNHONBUSINESS@GMAIL.COM HOTLINE : +84905779594 (MOBILE/ZALO)

Đ ẠO

TP

Nơi bồi dưỡng kiến thức Toán - Lý - Hóa cho học sinh cấp 2+3 / Diễn Đàn Toán - Lý - Hóa Quy Nhơn 1000B Trần Hưng Đạo Tp.Quy Nhơn Tỉnh Bình Định

.Q

U

Y

N

H

Ơ

N

không bằng nhau như hình 5.

dụng . b. Điều kiện cộng hưởng Hiện tượng cộng hưởng từ hạt nhân xảy ra khi các hạt nhân được đặt cùng

hướng với từ trường áp dụng hấp thụ năng lượng và chuyển sự định hướng spin của chúng đối với từ trường áp dụng như hình 7.

Nhóm 2

Đóng góp PDF bởi GV. Nguyễn Thanh Tú

Page 10 www.facebook.com/daykemquynhonofficial www.facebook.com/boiduonghoahocquynhonofficial

https://twitter.com/daykemquynhon plus.google.com/+DạyKèmQuyNhơn

www.facebook.com/daykem.quynhon https://daykemquynhon.blogspot.com

GVHD: Nguyễn Xuân Thị Diễm Trinh

H

Ơ

N

Báo cáo phân tích công cụ 1

N

Hình 7. Hấp thụ năng lượng xảy ra đối với proton và các hạt nhân có lượng

N

http://daykemquynhon.ucoz.com

Trong thực tế, sự khác nhau là một hàm số

đối với momen góc P, vì hạt nhân

TR ẦN

mỗi hạt nhân có tỷ lệ khác nhau của momen từ

H Ư

Mức độ tách mức năng lượng phụ thuộc vào hạt nhân cụ thể được xem xét,

B

đều có điện tích và khối lượng khác nhau.

D

IỄ N

Đ

ÀN

TO

ÁN

-L

Ý

-H

Ó

A

10 00

Đối với hạt nhân có số lượng spin khác 0 thì momen góc P được tính:

https://daykemquynhonofficial.wordpress.com/blog/

G

Đ ẠO

nhau giữa hai trạng thái:

MỌI YÊU CẦU GỬI VỀ HỘP MAIL DAYKEMQUYNHONBUSINESS@GMAIL.COM HOTLINE : +84905779594 (MOBILE/ZALO)

TP

Nơi bồi dưỡng kiến thức Toán - Lý - Hóa cho học sinh cấp 2+3 / Diễn Đàn Toán - Lý - Hóa Quy Nhơn 1000B Trần Hưng Đạo Tp.Quy Nhơn Tỉnh Bình Định

.Q

Sự hấp thụ năng lượng là một quá trình được lượng tử hóa và bằng sự khác

DẠY KÈM QUY NHƠN OFFICIAL ST&GT : Đ/C 1000B TRẦN HƯNG ĐẠO TP.QUY NHƠN

U

Y

tử spin = ½ .

Năng lượng E của momen từ : Độ lớn E được cho bởi công thức: là độ lớn B dọc theo phương z Nhóm 2

Đóng góp PDF bởi GV. Nguyễn Thanh Tú

Page 11 www.facebook.com/daykemquynhonofficial www.facebook.com/boiduonghoahocquynhonofficial

https://twitter.com/daykemquynhon plus.google.com/+DạyKèmQuyNhơn

www.facebook.com/daykem.quynhon https://daykemquynhon.blogspot.com

Báo cáo phân tích công cụ 1

GVHD: Nguyễn Xuân Thị Diễm Trinh

Độ chênh lệch năng lượng: phụ thuộc vào cảm ứng của từ trường ngoài và bản chất của hạt nhân

N

Đây là phương trình mô tả điều kiện cộng hưởng.

nên

TR ẦN

2. Cơ chế hấp thụ bức xạ (Cộng hưởng)

Với hạt nhân có I#0 khi đặt trong từ trường sẽ nhận 2I +1 hướng spin khác

10 00

B

nhau về năng lượng. Nhưng trước khi các hạt nhân này có thể hấp thu proton , hạt nhân phải được phân loại theo chuyển động chu kì không đổi. (tần số Larmor), tần số này tỷ lệ thuận với cường độ từ

trướng áp dụng.

-H

Ó

của nó với tần số góc

A

Khi có từ trường áp dụng, hạt nhân bắt đầu tiến động xung quanh trục spin

-L

Ý

Do hạt nhân mang điện tích, nên sự tiến động ( sự chuyển động giống như con

ÁN

quay đang quay) sinh ra một điện trường dao động có cùng tần số. Nếu sóng tần số

TO

radio với tần số này tác động nên photon đang tiến động thì năng lượng có thể bị hấp thụ. Nghĩa là, khi tần số của thành phần điện trường dao động bức xạ radio tới

https://daykemquynhonofficial.wordpress.com/blog/

trường áp dụng B0.

DẠY KÈM QUY NHƠN OFFICIAL ST&GT : Đ/C 1000B TRẦN HƯNG ĐẠO TP.QUY NHƠN

H Ư

http://daykemquynhon.ucoz.com

N

Hình 8. Sự tách năng lượng trạng thái spin như là hàm số của cường độ từ

MỌI YÊU CẦU GỬI VỀ HỘP MAIL DAYKEMQUYNHONBUSINESS@GMAIL.COM HOTLINE : +84905779594 (MOBILE/ZALO)

G

Đ ẠO

TP

Nơi bồi dưỡng kiến thức Toán - Lý - Hóa cho học sinh cấp 2+3 / Diễn Đàn Toán - Lý - Hóa Quy Nhơn 1000B Trần Hưng Đạo Tp.Quy Nhơn Tỉnh Bình Định

.Q

U

Y

N

H

Ơ

mà

D

IỄ N

Đ

ÀN

phù hợp với tần số của điện trường được sinh ra bởi hạt nhân đang tiến động thì spin sẽ thay đổi, điều này gọi là sự cộng hưởng, hạt nhân được gọi là có cộng hưởng với sóng điện từ tới.

Tần số Larmor của momen từ của hạt nhân tiến động trong từ trường ngoài, là một hàm số

, không phụ thuộc vào m và tất cả các hướng spin của hạt nhân

mà điều tiến động ở cùng tần số trong từ trường cố định. (rad.s-1) Nhóm 2

Đóng góp PDF bởi GV. Nguyễn Thanh Tú

Page 12 www.facebook.com/daykemquynhonofficial www.facebook.com/boiduonghoahocquynhonofficial

https://twitter.com/daykemquynhon plus.google.com/+DạyKèmQuyNhơn

www.facebook.com/daykem.quynhon https://daykemquynhon.blogspot.com

Báo cáo phân tích công cụ 1

GVHD: Nguyễn Xuân Thị Diễm Trinh

Tần số dài:

H Ư

Hằng số chắn xuất hiện do hai nguyên nhân:

Hiệu ứng nghịch từ: các điện tử bao quanh nguyên tử sinh ra một từ trường

TR ẦN

-

riêng, ngược chiều với từ trường ngoài nên làm giảm tác dụng của nó lên hạt nhân

B

nguyên tử. Lớp vỏ điện tử càng dày đặc thì từ trường riêng ngược chiều với từ

IỄ N

Đ

ÀN

TO

ÁN

-L

Ý

-H

Ó

A

10 00

trường ngoài càng lớn tức hằng số chắn càng lớn.

https://daykemquynhonofficial.wordpress.com/blog/

1. Sự che chắn

N

G

IV. SỰ CHE CHẮN VÀ ĐỘ CHUYỂN DỊCH HÓA HỌC

http://daykemquynhon.ucoz.com

D

Đ ẠO

tesla, sự hấp thụ xảy ra khi v=

MỌI YÊU CẦU GỬI VỀ HỘP MAIL DAYKEMQUYNHONBUSINESS@GMAIL.COM HOTLINE : +84905779594 (MOBILE/ZALO)

Hình 9. Qúa trình cộng hưởng từ hạt nhân đối với proton, từ trường áp dụng 1,41

DẠY KÈM QUY NHƠN OFFICIAL ST&GT : Đ/C 1000B TRẦN HƯNG ĐẠO TP.QUY NHƠN

TP

Nơi bồi dưỡng kiến thức Toán - Lý - Hóa cho học sinh cấp 2+3 / Diễn Đàn Toán - Lý - Hóa Quy Nhơn 1000B Trần Hưng Đạo Tp.Quy Nhơn Tỉnh Bình Định

.Q

U

Y

N

H

Ơ

N

V tiến động =ω /2π =γ. Bo /2π

Hình 10. Tính bất đẳng thức nghịch từ

Vì vậy, các proton nằm trong các nhóm có nguyên tử hay các nhóm nguyên tử

gây hiệu ứng –I (Cl, Br, I, NO2…) sẽ có hằng số chắn nhỏ, trái lại khi các nhóm nguyên tử gây hiệu ứng +I (CH3, C2H5…) sẽ có hằng số chắn lớn.

Hiệu ứng thuận từ: bao quanh phân tử là lớp vỏ điện tử, các điện tử này chuyển động sinh ra một dòng điện vòng, do đó xuất hiện một từ trường riêng có hướng thay đổi ngược hướng hoặc cùng hướng với từ trường ngoài. Tập hợp tất cả các điểm trên các đường sức mà tại đó tiếp tuyến vuông góc với từ trường ngoài sẽ tạo Nhóm 2

Đóng góp PDF bởi GV. Nguyễn Thanh Tú

Page 13 www.facebook.com/daykemquynhonofficial www.facebook.com/boiduonghoahocquynhonofficial

https://twitter.com/daykemquynhon plus.google.com/+DạyKèmQuyNhơn

www.facebook.com/daykem.quynhon https://daykemquynhon.blogspot.com

Báo cáo phân tích công cụ 1

GVHD: Nguyễn Xuân Thị Diễm Trinh

Khi đặt một hạt nhân nguyên tử vào một từ trường ngoài B0 thì các electron quay

N

http://daykemquynhon.ucoz.com

G

quanh hạt nhân cũng sinh ra một từ trường riêng B’ có cường độ ngược hướng và tỷ lệ với từ

TR ẦN

H Ư

trường ngoài:

B

Từ trường thực tác dụng lên hạt nhân là:

10 00

là từ trường hiệu dụng

là hằng số chắn có giá trị khác nhau đối với mỗi hạt nhân

Ó

A

nguyên tử trong phân tử. Phụ thuộc vào số e, nếu số e càng nhiều thì càng lớn.

-H

2. Độ chuyển dịch hóa học

-L

Ý

Trên phổ đồ, tại vị trí mà một hạt nhân hấp thu năng lượng để có hiện tượng

ÁN

cộng hưởng được gọi là độ dịch chuyển hóa học. Độ chuyển dịch hóa học tính theo biểu diễn giá trị chuyển dịch cộng hưởng của proton đã so sánh với TMS

TO

đơn vị

Công thức tính độ chuyển dịch hóa học:

D

IỄ N

Đ

ÀN

theo phần triệu (ppm).

https://daykemquynhonofficial.wordpress.com/blog/

Đ ẠO

C≡C

MỌI YÊU CẦU GỬI VỀ HỘP MAIL DAYKEMQUYNHONBUSINESS@GMAIL.COM HOTLINE : +84905779594 (MOBILE/ZALO)

Sơ đồ hiệu ứng thuận từ ở:a) benzene; b) nhóm C=C; c) nhóm C=O; nhóm

DẠY KÈM QUY NHƠN OFFICIAL ST&GT : Đ/C 1000B TRẦN HƯNG ĐẠO TP.QUY NHƠN

TP

Nơi bồi dưỡng kiến thức Toán - Lý - Hóa cho học sinh cấp 2+3 / Diễn Đàn Toán - Lý - Hóa Quy Nhơn 1000B Trần Hưng Đạo Tp.Quy Nhơn Tỉnh Bình Định

.Q

U

Y

N

H

Ơ

N

nên một mặt parabon. Phía trong mặt parabon, từ trường tổng hợp nhỏ hơn B0 vì từ trường riêng ngược hướng với từ trường ngoài, còn phía ngoài parabon thì từ trường tổng hợp lớn hơn B0 vì từ trường riêng cùng hướng với từ trường ngoài. Do đó hằng số chắn phía ngoài parabon nhỏ còn phía trong thì có hằng số chắn lớn nghĩa là độ chuyển dịch học cùng các proton nằm phía ngoài parabon sẽ lớn còn phía trong sẽ nhỏ.

Sự chuyển dịch so với TMS đối với proton đã cho phụ thuộc vào cường độ của từ trường áp dụng. Tỉ số các tần số cộng hưởng tương tự tỉ số giữa hai cường độ từ trường, điều này có thể gây nhầm lẫn khi so sánh các số liệu phổ đo được ở các

Nhóm 2

Đóng góp PDF bởi GV. Nguyễn Thanh Tú

Page 14 www.facebook.com/daykemquynhonofficial www.facebook.com/boiduonghoahocquynhonofficial

https://twitter.com/daykemquynhon plus.google.com/+DạyKèmQuyNhơn

www.facebook.com/daykem.quynhon https://daykemquynhon.blogspot.com

Báo cáo phân tích công cụ 1

GVHD: Nguyễn Xuân Thị Diễm Trinh

cường độ từ trường áp dụng khác nhau nên xác định thông số mới không phụ thuộc vào từ trường.

Các yếu tố ảnh hưởng đến độ chuyển dịch hóa học:

N

 Độ âm điện của nguyên tử gắn vào nhân

H

Ơ

 Hiệu ứng điện tử (hiệu ứng cảm và cộng hưởng)

.Q G

1. Sự phân tách spin – spin

H Ư

http://daykemquynhon.ucoz.com

N

Một thông số khác ta có thể nhận thông qua phổ NMR qua sự phân tách spin – spin. Sự phân tách spin – spin cho thấy có bao nhiêu Hydro liền kề ở mỗi dạng

TR ẦN

Hydro, cho pic hấp thụ hay cho 1 multiplet hấp thụ.

 Xét phân tử 1,1,2 – tricloetan và phổ cộng hưởng từ nhân proton của nó:

B

Phân tử này chưa 2 loại hydro, với proton CHCl2 cộng hưởng ở tần số cao hơn so

10 00

với các proton CH2Cl do hiệu ứng điện trường lớn hơn của hai liên kết C – Cl. Hai

A

proton CH2Cl có tần số cộng hưởng như nhau do sự quay liên kết C – C làm trung

Ó

bình hóa các môi trường của chúng và làm chúng tương đương về mặt hóa học. Do

-H

vậy 2 proton này có độ chuyển dịch hóa học như nhau. Trong phổ NMR, sự cộng

-L

Ý

hưởng CH2Cl bị phân tách thành doublet 1:1 do tương tác với proton CHCl2. Đồng

ÁN

thời do sự tương tác lẫn nhau, proton CHCl2 bị phân tách bởi 2 proton CH2Cl do

D

IỄ N

Đ

ÀN

TO

vậy kiểu phân tách phức tạp hơn.

https://daykemquynhonofficial.wordpress.com/blog/

V. SỰ PHÂN TÁCH SPIN – SPIN (QUY TẮC n+1)

Đ ẠO

 Hiệu ứng do sự quay bị giới hạn

MỌI YÊU CẦU GỬI VỀ HỘP MAIL DAYKEMQUYNHONBUSINESS@GMAIL.COM HOTLINE : +84905779594 (MOBILE/ZALO)

TP

Nơi bồi dưỡng kiến thức Toán - Lý - Hóa cho học sinh cấp 2+3 / Diễn Đàn Toán - Lý - Hóa Quy Nhơn 1000B Trần Hưng Đạo Tp.Quy Nhơn Tỉnh Bình Định

 Hiệu ứng dung môi

DẠY KÈM QUY NHƠN OFFICIAL ST&GT : Đ/C 1000B TRẦN HƯNG ĐẠO TP.QUY NHƠN

U

Y

 Hiệu ứng điện trường

N

 Hiệu ứng bất đẳng hướng (nghịch từ, thuận từ và hiệu ứng còng)

Hình 11. Phương pháp mũi tên xác định số lượng tử từ

Nhóm 2

Đóng góp PDF bởi GV. Nguyễn Thanh Tú

Page 15 www.facebook.com/daykemquynhonofficial www.facebook.com/boiduonghoahocquynhonofficial

https://twitter.com/daykemquynhon plus.google.com/+DạyKèmQuyNhơn

www.facebook.com/daykem.quynhon https://daykemquynhon.blogspot.com

Báo cáo phân tích công cụ 1

GVHD: Nguyễn Xuân Thị Diễm Trinh

Trên sơ đồ mũi tên, trong 1 số phân tử, cả 2 nhóm spin CH2Cl sẽ ngược hướng trong trường, có 1 vài phân tử khác, cả 2 nằm cùng hướng với trường, trong trường hợp còn lại, các spin sẽ định hướng theo chiều ngược lại. Các proton CH 2Cl trong

Ơ

H

sẽ bị phân tách thành triplet, vì các spin CH2Cl có thể hgep1 thành cặp ngược nhau

N

mẫu có thể trải qua lần lượt 3 lần nhiễu loạn khác nhau, sự cộng hưởng của chúng

N

theo hai cách khác nhau, nên sẽ có gấp đôi số phân tử ở trạng thái này. Sự cộng

.Q

Ó

A

Cường độ của vạch phổ tổng cộng của các vạch thì tỉ lệ với số proton tạo ra

-H

mỗi nhóm đa vạch. Ta có thể dự đoán về độ bội bằng cách xem xét các giá trị có

Ý

thể của số lượng tử từ tổng cộng

của hai proton CH2Cl. Ta có I=1/2, nên m có

TO

ÁN

-L

thể nhận 2 giá trị +1/2 và -1/2, do đó đối với 2 proton này ta có:

https://daykemquynhonofficial.wordpress.com/blog/

Hình 12. Phổ NMR của 1,1,2 – tricloethan ghi ở 60 MHz

MỌI YÊU CẦU GỬI VỀ HỘP MAIL DAYKEMQUYNHONBUSINESS@GMAIL.COM HOTLINE : +84905779594 (MOBILE/ZALO)

10 00

B

TR ẦN

H Ư

http://daykemquynhon.ucoz.com

N

G

Đ ẠO

TP

Nơi bồi dưỡng kiến thức Toán - Lý - Hóa cho học sinh cấp 2+3 / Diễn Đàn Toán - Lý - Hóa Quy Nhơn 1000B Trần Hưng Đạo Tp.Quy Nhơn Tỉnh Bình Định

nhau như ở doublet của CH2Cl.

DẠY KÈM QUY NHƠN OFFICIAL ST&GT : Đ/C 1000B TRẦN HƯNG ĐẠO TP.QUY NHƠN

U

Y

hưởng CHCl2 sẽ xuất hiện ở dạng triplet 1:2:1 với khoảng cách giữa các vạch giống

D

IỄ N

Đ

ÀN

Do vậy ta sẽ có 3 vạch:

Nhóm 2

Đóng góp PDF bởi GV. Nguyễn Thanh Tú

Page 16 www.facebook.com/daykemquynhonofficial www.facebook.com/boiduonghoahocquynhonofficial

https://twitter.com/daykemquynhon plus.google.com/+DạyKèmQuyNhơn

www.facebook.com/daykem.quynhon https://daykemquynhon.blogspot.com

Báo cáo phân tích công cụ 1

GVHD: Nguyễn Xuân Thị Diễm Trinh

không có sự xáo trộn cộng hưởng, sự ghép cặp này sao cho vạch trung tâm tương ứng với vị trí độ chuyển dịch hóa học.  Xét với ethyl iodide CH3CH2I và ethyl cloroacetat

10 00

(bị phản chắn nhiều hơn) so với các proton ở phần CH2 và CH3 và xuất hiện ở dạng single (1 pic) do chúng không nằm gần Hydro nào cả. Các proton trong hai nhóm

D

IỄ N

Đ

ÀN

TO

ÁN

-L

Ý

-H

Ó

A

CH2 và CH3 bị phân tách thành quarter và triplet tương ứng giống như CH3CH2I.

https://daykemquynhonofficial.wordpress.com/blog/

B

- Ethyl cloroacetat: Proton của nhóm CHCl2 (của nhóm acyl) bị che chắn ít hơn

DẠY KÈM QUY NHƠN OFFICIAL ST&GT : Đ/C 1000B TRẦN HƯNG ĐẠO TP.QUY NHƠN

Hình 13. Phổ NMR của ethyl iodide ghi ở 60 MHz

MỌI YÊU CẦU GỬI VỀ HỘP MAIL DAYKEMQUYNHONBUSINESS@GMAIL.COM HOTLINE : +84905779594 (MOBILE/ZALO)

TR ẦN

H Ư

http://daykemquynhon.ucoz.com

N

G

Đ ẠO

TP

Nơi bồi dưỡng kiến thức Toán - Lý - Hóa cho học sinh cấp 2+3 / Diễn Đàn Toán - Lý - Hóa Quy Nhơn 1000B Trần Hưng Đạo Tp.Quy Nhơn Tỉnh Bình Định

.Q

U

Y

N

H

Ơ

methyl được phân tách thành triplet (3 pic). Điều này được giải thích:

N

- CH3CH2I: Các proton methylene được phân tách thành quartet (4 pic) và nhóm

Hình 14. Phổ NMR của Ethyl cloroacetat ghi ở 80 MHz 

Xét 2 – nitropropan

Nhóm 2

Đóng góp PDF bởi GV. Nguyễn Thanh Tú

Page 17 www.facebook.com/daykemquynhonofficial www.facebook.com/boiduonghoahocquynhonofficial

https://twitter.com/daykemquynhon plus.google.com/+DạyKèmQuyNhơn

www.facebook.com/daykem.quynhon https://daykemquynhon.blogspot.com

Báo cáo phân tích công cụ 1

GVHD: Nguyễn Xuân Thị Diễm Trinh

Ở 2 – nitropropan có 2 carbon liền kề mang Hydro (2C với 3 Hydro) tất cả có 6 Hydro này đều tương đương nhau và tạo thành 1 nhóm làm phân tách Hydro methin thành septet. Mặt khác, proton methin (trên C mang nhóm Nitro) có độ

B

cường độ các vạch được cho bởi hệ thức Newton (a+1)n hay theo tam giác Pascan.

10 00

Tam giác Pascan được sử dụng để đánh giá cường độ các vạch phổ đo tương tác

A

với n hạt nhân tương đương có I=1/2 khác nhau đối với bậc 1. Các số ở mỗi dòng

IỄ N

Đ

ÀN

TO

ÁN

-L

Ý

-H

Ó

nhận được do công các cặp số cạnh nhau ở dòng trên.

https://daykemquynhonofficial.wordpress.com/blog/

Từ đó ta nhận thấy rằng, số vậy do tương tác với n hạt nhân có I= ½ là n+1,

DẠY KÈM QUY NHƠN OFFICIAL ST&GT : Đ/C 1000B TRẦN HƯNG ĐẠO TP.QUY NHƠN

TR ẦN

Hình 15. Phổ NMR của 2 – nitropropan

MỌI YÊU CẦU GỬI VỀ HỘP MAIL DAYKEMQUYNHONBUSINESS@GMAIL.COM HOTLINE : +84905779594 (MOBILE/ZALO)

H Ư

http://daykemquynhon.ucoz.com

N

G

Đ ẠO

TP

Nơi bồi dưỡng kiến thức Toán - Lý - Hóa cho học sinh cấp 2+3 / Diễn Đàn Toán - Lý - Hóa Quy Nhơn 1000B Trần Hưng Đạo Tp.Quy Nhơn Tỉnh Bình Định

.Q

U

Y

N

H

Ơ

N

chuyển dịch hóa học của 2 nhóm methyl.

D

Hình 16. Tam giác Pascan 2. Bản chất của sự phân tách spin – spin

Nhóm 2

Đóng góp PDF bởi GV. Nguyễn Thanh Tú

Page 18 www.facebook.com/daykemquynhonofficial www.facebook.com/boiduonghoahocquynhonofficial

https://twitter.com/daykemquynhon plus.google.com/+DạyKèmQuyNhơn

www.facebook.com/daykem.quynhon https://daykemquynhon.blogspot.com

Báo cáo phân tích công cụ 1

GVHD: Nguyễn Xuân Thị Diễm Trinh

Sự phân tách spin – spin xuất hiện vì các Hydro trên nguyên tử carbon liền kề có thể cảm nhận được hướng spin của nguyên tử Hydro khác.

Ơ

H

spin nguyên tử Hydro trên Carbon B. Trong một vài phân tử trong dung

N

Ví dụ nguyên tử Hydro trên Carbon A có thể cảm nhận được hướng

N

dịch, nguyên tử trên Carbon B lại có spin +1/2 (các phân tử dạng X),

TP

Nơi bồi dưỡng kiến thức Toán - Lý - Hóa cho học sinh cấp 2+3 / Diễn Đàn Toán - Lý - Hóa Quy Nhơn 1000B Trần Hưng Đạo Tp.Quy Nhơn Tỉnh Bình Định

.Q

dạng Y). Độ chuyển dịch hóa học của proton A bị ảnh hưởng bởi hướng của spin trong proton B. Proton A được gọi là ghép cặp (hay tương tác)

N

http://daykemquynhon.ucoz.com

G

khác không đáng kể trong các phân tử dạng X so với trong các phân tử

Ý

-H

Ó

A

10 00

B

TR ẦN

H Ư

dạng Y.

nhau giữa hai proton HA và HB

Trong các phân tử dạng X, proton A bị phản chắn không đáng kể vì

TO

+

ÁN

-L

Hình 17. Hai phân tử khác nhau trong dung dịch với các mối quan hệ spin khác

https://daykemquynhonofficial.wordpress.com/blog/

thái spin +1/2 và -1/2. Do vậy proton A có giá trị độ chuyển dịch hóa học

MỌI YÊU CẦU GỬI VỀ HỘP MAIL DAYKEMQUYNHONBUSINESS@GMAIL.COM HOTLINE : +84905779594 (MOBILE/ZALO)

Đ ẠO

với proton B. Mơi trường từ của nó bị ảnh hưởng bởi proton B có trạng

DẠY KÈM QUY NHƠN OFFICIAL ST&GT : Đ/C 1000B TRẦN HƯNG ĐẠO TP.QUY NHƠN

U

Y

trong các phân tử khác, Hydro trên Carbon B có spin -1/2 (các phân tử

D

IỄ N

Đ

ÀN

trường của proton B cùng hướng với từ trường áp dụng và momen từ của nó được cộng thêm vào từ trường. +

Trong các phân tử dạng Y: Proton A bị che chán không đáng kể, nên

độ chuyển dịch hóa học của nó không tương tác, trường của proton B làm giảm hiệu ứng của từ trường áp dụng lên proton A. Do dung dịch có số phân tử dạng X và dạng Y gần bằng nhau ở bất kỳ thời điểm nào, nên hai sự hấp thụ có cường độ gần bằng nhau quan sát thấy đối với Nhóm 2

Đóng góp PDF bởi GV. Nguyễn Thanh Tú

Page 19 www.facebook.com/daykemquynhonofficial www.facebook.com/boiduonghoahocquynhonofficial

https://twitter.com/daykemquynhon plus.google.com/+DạyKèmQuyNhơn

www.facebook.com/daykem.quynhon https://daykemquynhon.blogspot.com

Báo cáo phân tích công cụ 1

GVHD: Nguyễn Xuân Thị Diễm Trinh

protonA. Sự cộng hưởng của proton A được phân tách bởi proton B được gọi là sự phân tách spin-spin.

3. Hằng số ghép cặp J

H

Ơ

hạt nhân bên cạnh hay là khoảng cách giữa các pic trong một nhóm đa vạch.

N

Hằng số ghép cặp là số đo hạt nhân bị ảnh hưởng bởi trạng thái spin của

N

Khoảng cách giữa các pic đa vạch được đo cùng thangđộ với độ chuyển dịch

Hằng số ghép cặp không thay đổi khi thay đổi tần số của máy. Khi đo phổ

N

http://daykemquynhon.ucoz.com

đổi, do khoảng cách giữa các pic trong nhóm đa vạch của các proton tương tác

-H

Ó

A

10 00

B

TR ẦN

H Ư

không thay đổi.

-L

Ý

Hình 18. Xác định hằng số ghép cặp J trong kiểu phân tách ở nhóm ethyl + Đối với tương tác của hầu hết các proton béo trong các hệ không vòng,

ÁN

độ lớn của hằng số ghép cặp luôn nằm gần giá trị 7,5 ppm.

TO

+ Các dạng proton khác nhau cho độ lớn hằng số ghép cặp khác nhau. Ví

https://daykemquynhonofficial.wordpress.com/blog/

G

proton thay đổi, nhưng độ chuyển dịch hóa học tính theo đơn vị δ(ppm) thì không

MỌI YÊU CẦU GỬI VỀ HỘP MAIL DAYKEMQUYNHONBUSINESS@GMAIL.COM HOTLINE : +84905779594 (MOBILE/ZALO)

Đ ẠO

NMR của 1 chất nhất định, độ chuyển dịch hóa học tính theo đơn vị Hz của các

DẠY KÈM QUY NHƠN OFFICIAL ST&GT : Đ/C 1000B TRẦN HƯNG ĐẠO TP.QUY NHƠN

TP

Nơi bồi dưỡng kiến thức Toán - Lý - Hóa cho học sinh cấp 2+3 / Diễn Đàn Toán - Lý - Hóa Quy Nhơn 1000B Trần Hưng Đạo Tp.Quy Nhơn Tỉnh Bình Định

.Q

U

Y

hóa học, và hằng số ghép cặp luôn luôn biểu thị ra hertz (Hz).

D

IỄ N

Đ

ÀN

dụ: proton trans và cisthee streen liên kết đôi thường có giá trị xấp xỉ Jtrans= 17Hz và Jcis = 10 Hz. Độ lớn của hằng số ghép cặp cung cấp 1 phần thông tin nào đó về cấu trúc của chất nghiên cứu. Một số giá trị gần đúng của các hằng số ghép cặp điển hình.

Nhóm 2

Đóng góp PDF bởi GV. Nguyễn Thanh Tú

Page 20 www.facebook.com/daykemquynhonofficial www.facebook.com/boiduonghoahocquynhonofficial

https://twitter.com/daykemquynhon plus.google.com/+DạyKèmQuyNhơn

www.facebook.com/daykem.quynhon https://daykemquynhon.blogspot.com

GVHD: Nguyễn Xuân Thị Diễm Trinh

TP

VI. PHỔ KẾ CỘNG HƯỞNG TỪ HẠT NHÂN

Đ ẠO

1. Thiết bị sóng liên tục ( continuous- wase- CW)

https://daykemquynhonofficial.wordpress.com/blog/

-L

Ý

-H

Ó

A

10 00

B

TR ẦN

H Ư

http://daykemquynhon.ucoz.com

N

G

Sơ đồ nguyên lý:

MỌI YÊU CẦU GỬI VỀ HỘP MAIL DAYKEMQUYNHONBUSINESS@GMAIL.COM HOTLINE : +84905779594 (MOBILE/ZALO)

Nơi bồi dưỡng kiến thức Toán - Lý - Hóa cho học sinh cấp 2+3 / Diễn Đàn Toán - Lý - Hóa Quy Nhơn 1000B Trần Hưng Đạo Tp.Quy Nhơn Tỉnh Bình Định

.Q

Hình 19. Một số giá trị gần đúng của các hằng số ghép cặp điển hình J(Hz)

ÁN

Hình 18: các bộ phận cơ bản của phổ kế cộng hưỡng từ hạt nhân cổ điển.

B. Cuộc phát. C. Cuộn quét.

D. Cuộn thu nhận. E. Nam châm

TO

A. Ống mẫu

DẠY KÈM QUY NHƠN OFFICIAL ST&GT : Đ/C 1000B TRẦN HƯNG ĐẠO TP.QUY NHƠN

U

Y

N

H

Ơ

N

Báo cáo phân tích công cụ 1

Mẫu được hòa tan trong dung môi không có proton, thường là CCl4 và CDCl3 và

D

IỄ N

Đ

ÀN

một lượng nhỏ TMS được thêm vào với vai trò làm chất chuẩn nội.

Cuvet mẫu là một ống thủy tinh hình trụ nhỏ treo lơ lững giữa 2 mặt cực của nam châm. Mẫu được quay tròn xung quanh trục của nó để đảm bảo rằng tất cả các thành phần của dung dịch đều có từ trường tương đối đồng nhất. Ở giữa các mặt của nam châm cũng đặt một cuộn dây ngắn với máy phát tần số radio 60MHz (RF). Cuộn dây này được cung cấp nâng lượng điện dùng để thay đổi hướng spin của các proton. Một cuộn dây được đặt vuông gốc với máy dao động RF là cuộn

Nhóm 2

Đóng góp PDF bởi GV. Nguyễn Thanh Tú

Page 21 www.facebook.com/daykemquynhonofficial www.facebook.com/boiduonghoahocquynhonofficial

https://twitter.com/daykemquynhon plus.google.com/+DạyKèmQuyNhơn

www.facebook.com/daykem.quynhon https://daykemquynhon.blogspot.com

Báo cáo phân tích công cụ 1

GVHD: Nguyễn Xuân Thị Diễm Trinh

detector. Khi không có sự hấp thụ năng lượng nào xảy ra thì cuộn dertector không bắt tính hiệu năng lượng mất đi bằng cuộn dao động RF. Tuy nhiên, khi mẫu hấp thụ năng lượng, thì sự định hướng lại của các spin hạt nhân tạo ra tín

N

Ở cường độ từ trường không đổi, các dạng proton khát nhau trong phân tử tiến

H

Ơ

điều này như tính hiệu cộng hưởng hay pic.

N

hiệu RF trong mặt phẳng của derector và thiết bị sẽ đáp ứng bằng cách ghi nhận

TP

Nơi bồi dưỡng kiến thức Toán - Lý - Hóa cho học sinh cấp 2+3 / Diễn Đàn Toán - Lý - Hóa Quy Nhơn 1000B Trần Hưng Đạo Tp.Quy Nhơn Tỉnh Bình Định

.Q

RFđể cho phép mỗi proton trong phân tử đi tới sự cộng hưởng, phổ kế RFNMR sử dụng tín hiệu RF có tần số khôngđổi và thayđổi cường độ từ trường. Khi

http://daykemquynhon.ucoz.com

N

G

cường độ từ trường tăng lên tuyến tính, bút ghi chuyển động dọc theo giấy, một

H Ư

dạng phổ điển hình được ghi ra như 1 pic trên giấy.

TR ẦN

Một đặc trưng có thể nhân ra phổ CW là các spic sinh ra bởi thiết bị CWcó sự rung, là chuỗi dao động giảm dần, xảy ra sau khi thết bị quét qua spic. Sự rung xảy vì

B

các hạt nhân bị kích thích không có thời gian để phục hồi trở lại trạng thái cân

10 00

bằng của chúng trước khi trường và bút ghi ở bộ phận ghi phổ,của thiết bị tiến tới vị trí mới, do đó chúng vẫn còn phát ra dao động, làm phân rã nhanh tín hiệu,

Ó

A

được ghi nhận ở dạng rung. Sự rung luôn có trong các thiết bị CW và được coi là

-H

1 chỉ thị về tính thuần nhất cuả trường được điều chỉnh tốt. Sự rung được đáng

D

IỄ N

Đ

ÀN

TO

ÁN

-L

Ý

để ý nhất khi pic là một singlet nhọn.

https://daykemquynhonofficial.wordpress.com/blog/

Khi tần số tiến động của dạng proton đã cho đạt tới 60Hz thì nó cộng hưởng.Khi

MỌI YÊU CẦU GỬI VỀ HỘP MAIL DAYKEMQUYNHONBUSINESS@GMAIL.COM HOTLINE : +84905779594 (MOBILE/ZALO)

Đ ẠO

cường độ từ trường tăng lên, các tần số tiến động của tất cả proton cũng tăng lên.

DẠY KÈM QUY NHƠN OFFICIAL ST&GT : Đ/C 1000B TRẦN HƯNG ĐẠO TP.QUY NHƠN

U

Y

động ở các tần số khát nhau chút ít. Thay vì thay đổi tần số của bộ dao động

Hình 19: một pic CW trông giống như sự rung.

Nhóm 2

Đóng góp PDF bởi GV. Nguyễn Thanh Tú

Page 22 www.facebook.com/daykemquynhonofficial www.facebook.com/boiduonghoahocquynhonofficial

https://twitter.com/daykemquynhon plus.google.com/+DạyKèmQuyNhơn

www.facebook.com/daykem.quynhon https://daykemquynhon.blogspot.com

Báo cáo phân tích công cụ 1

GVHD: Nguyễn Xuân Thị Diễm Trinh

2. Thiết bị biến đổi Fourier xung hóa (FT) Thiết bị CW hoạt động bằng sự kích thích các hạt nhân của 1 đồng vị đang được quan sát ở 1 thời điểm. Trong trường hợp các hạt nhân có mỗi dạng proton khác

Ơ

H

và được ghi 1 cách độc lập với tất cả các proton khác. Theo 1 cách khác, thường

N

nhau được kích thích 1 cách riêng biết, và pic cộng hưởng của nó quan sát thấy

N

cho các thiết bị hiện đại, tinh vi, là sử dụng 1 năng lương mạnh và ngắn được gọi

TP

Nơi bồi dưỡng kiến thức Toán - Lý - Hóa cho học sinh cấp 2+3 / Diễn Đàn Toán - Lý - Hóa Quy Nhơn 1000B Trần Hưng Đạo Tp.Quy Nhơn Tỉnh Bình Định

.Q

Ví dụ như trong các phân tử hợp chất hữu cơ, tất cả các hạt 1H đều cộng hưởng tại 1 thờ ngắn (1-10 giây) để thực hiên, nguồn được bật và tắt nhanh, tạo ra xung

http://daykemquynhon.ucoz.com

N

ngắn thì tần số của xung không xác định vì dao dộng không đủ dài để thiết lập 1

H Ư

tần số cơ bản thuần nhất. Do đó, thực thế, xung chứa 1vùng tần số xung quanh

TR ẦN

tần số cơ bản (hình b).Vùng này đủ lớn để kích thích tất cả các dạng hydro khác

TO

ÁN

-L

Ý

-H

Ó

A

10 00

B

nhau trong phân tử 1 lần với xung năng lượng này.

Khi xung bị gián đoạn, các hạt nhân bị kích thích bắt đầu mất năng lượng kích thích

https://daykemquynhonofficial.wordpress.com/blog/

G

bộ dao động tạo ra xung được đặt tới 90 MHz, nếu khoảng thời gian của xung

MỌI YÊU CẦU GỬI VỀ HỘP MAIL DAYKEMQUYNHONBUSINESS@GMAIL.COM HOTLINE : +84905779594 (MOBILE/ZALO)

Đ ẠO

như hình a. Theo sự thay đổi của nguyên lý Heisenberg, ngay cả tần số của

DẠY KÈM QUY NHƠN OFFICIAL ST&GT : Đ/C 1000B TRẦN HƯNG ĐẠO TP.QUY NHƠN

U

Y

là xung để kích thích tất cả các hạt nhân từ trong phân tử 1 cách đồng thời.

D

IỄ N

Đ

ÀN

của chúng và quay trở lại trạng thái spin ban đầu của chung, hiệntượ ng này gọi

là sự phục hồi. Khi mỗi hạt nhân phục hồi, chúng phát ra năng lượng bức xạ điện từ. Vì phân tử chứa nhiều hạt nhân khác nhau, nhiều tần số khác nhau nên bức xạ điện từ được phát ra đồng thời. Sự phát xạ này được gọi là tín hiệu phân rã cảm ứng tự do (free induction decay-FDI).

Nhóm 2

Đóng góp PDF bởi GV. Nguyễn Thanh Tú

Page 23 www.facebook.com/daykemquynhonofficial www.facebook.com/boiduonghoahocquynhonofficial

https://twitter.com/daykemquynhon plus.google.com/+DạyKèmQuyNhơn

www.facebook.com/daykem.quynhon https://daykemquynhon.blogspot.com

GVHD: Nguyễn Xuân Thị Diễm Trinh

TP

Nơi bồi dưỡng kiến thức Toán - Lý - Hóa cho học sinh cấp 2+3 / Diễn Đàn Toán - Lý - Hóa Quy Nhơn 1000B Trần Hưng Đạo Tp.Quy Nhơn Tỉnh Bình Định

.Q

Hình 20: Phổ FID và phổ proton FT-NMR của acetonở 300 MHz trong CDCl3.

Cường độ của FID phân rã theo thời gian của tất cả các hạt nhân cuối cùng

N

http://daykemquynhon.ucoz.com

G

bằng cách sử dụng 1 phương pháp toán học đượ c gọi là phép phân tích biến đổi

H Ư

Fourier.

D

IỄ N

Đ

ÀN

TO

ÁN

-L

Ý

-H

Ó

A

10 00

B

TR ẦN

Sơ đồ nguyên lý của phổ kế FT-MNR:

https://daykemquynhonofficial.wordpress.com/blog/

số phát xạ và có thể phức tạp. Ta thường lấy các tần số riêng rẽ cho các hạt nhân

MỌI YÊU CẦU GỬI VỀ HỘP MAIL DAYKEMQUYNHONBUSINESS@GMAIL.COM HOTLINE : +84905779594 (MOBILE/ZALO)

Đ ẠO

mất sự kích thích của chúng. FID là 1 tổ hợ p xếp chồng của tất cả các tần

DẠY KÈM QUY NHƠN OFFICIAL ST&GT : Đ/C 1000B TRẦN HƯNG ĐẠO TP.QUY NHƠN

U

Y

N

H

Ơ

N

Báo cáo phân tích công cụ 1

Hình 21: Sơ đồ nguyên lý của phổ kế FT-MNR. Phổ kế được sử dụng các nam châm siêu dẫn, có từ trường cao đến 14 Tesla hoạt động ở 60MHz. Nam châm siêu dẫn được chế tạo từ hợp kim đặc biệt và phải được làm lạnh đến nhiệt dộ của Heli lỏng (điểm sôi 4,2K). Nam châmđượ cđặt trong bình Dewar (1 buồng cách nhiệt) có chưa heli lỏng và bìnhnày lại được đặt

Nhóm 2

Đóng góp PDF bởi GV. Nguyễn Thanh Tú

Page 24 www.facebook.com/daykemquynhonofficial www.facebook.com/boiduonghoahocquynhonofficial

https://twitter.com/daykemquynhon plus.google.com/+DạyKèmQuyNhơn

www.facebook.com/daykem.quynhon https://daykemquynhon.blogspot.com

Báo cáo phân tích công cụ 1

GVHD: Nguyễn Xuân Thị Diễm Trinh

trong 1 bình khác chưa nitrogen lỏng (điểm sôi 77K). Các thiết bị làm việc ở tần số cao hơn 100 MHz đều có nam châm siêu dẫn.

VII.

Cường độ pic hấp thụ và đường cong tích phân

Ơ

N

mỗi pic thì tỉ lệ với số hydro sinh ra pic. Ví dụ, phân tử toluen C6H5 cho hai

H

trong phân tử có bao nhiêu proton của mỗi dạng. Trong phổ NMR, diện tích dưới

N

Phổ NMR không chỉ phân biệt 1 phân tử có bao nhiêu dạng proton, mà còn cho biết

.Q Đ ẠO

S: diện tích của mỗi tín hiệu

Tuy nhiên việc tính toán diện tích này thường khó khăn do sự xuất hiện đa vạch

http://daykemquynhon.ucoz.com

N

G

ở mỗi nhóm. Để khắc phục trở ngại này, người ta sử dụng kỹ thuật tíchphân tín

H Ư

hiệu, vẽ các đường cong bậc thang. Chiều cao của các bậc thang trên mỗi nhóm được gọi là đường cong tích phân.

TR ẦN

tín hiệu cộng hưởng cũng tỷ lệ với số proton của mỗi nhóm. Đường cong này

10 00

tương đối của mỗi loại hydro.

B

Độ cao của đường tích phân không cho chính xác số hydro, mà chỉ cho số lượng Trong trường hợp benzylacetat, đối với đường cong phân tích đã cho cần phải chọn

Ó

A

đường tích phân thứ 2 để làm so sánh. Đường thứ nhất tạo ra 55,5 đơn vị, đường

-H

thứ 2 là 22 và đường thứ 3 là 32,5. Các số này là tương đối, ta có thể tìm

-L

Ý

tỉ số của các dạng proton bằng cách chia mỗi số lớn hơn cho số nhỏ nhất. Khi đó

D

IỄ N

Đ

ÀN

TO

ÁN

tỉ lệ là: 2,52:1:1,48.

https://daykemquynhonofficial.wordpress.com/blog/

S(C5H6) : S(CH3) = 5:3

MỌI YÊU CẦU GỬI VỀ HỘP MAIL DAYKEMQUYNHONBUSINESS@GMAIL.COM HOTLINE : +84905779594 (MOBILE/ZALO)

TP

Nơi bồi dưỡng kiến thức Toán - Lý - Hóa cho học sinh cấp 2+3 / Diễn Đàn Toán - Lý - Hóa Quy Nhơn 1000B Trần Hưng Đạo Tp.Quy Nhơn Tỉnh Bình Định

3H) thì tỉ lệ diện tích này sẽ là:

DẠY KÈM QUY NHƠN OFFICIAL ST&GT : Đ/C 1000B TRẦN HƯNG ĐẠO TP.QUY NHƠN

U

Y

nhóm tín hiệu ứng với phân nhóm phenyl (chứa 5H) và với nhóm metyl (chứa

Hình 22: Xác định đường cong tích phân cho benzen acetat ở phổ 60 MHZ MNR.

Nhóm 2

Đóng góp PDF bởi GV. Nguyễn Thanh Tú

Page 25 www.facebook.com/daykemquynhonofficial www.facebook.com/boiduonghoahocquynhonofficial

https://twitter.com/daykemquynhon plus.google.com/+DạyKèmQuyNhơn

www.facebook.com/daykem.quynhon https://daykemquynhon.blogspot.com

Báo cáo phân tích công cụ 1

GVHD: Nguyễn Xuân Thị Diễm Trinh

Nếu cho rằng pic ở 5,1ppm là do 2 hydro và đường cong tích phân có sai số <10%, thì ta lấy tỉ lệ thực bằng cách nhân với 2 và làm tròn đến tỉ lệ 5:2:3. Benzyl acetat có 10 hydro và tổng các con số tỉ lệ cũng là 10 proton. Pic ở 7,3ppm có

H

Ơ

thơm, pic ở 2,0 ppm có tích phân cho 3 proton do các proton methyl, sự cộng

N

tích phân cho 5 proton, được sinh ra từ cộng hưởng từ của các proton trong vòng

N

hưởng 2 proton ở 5,1 ppm xuất hiện bởi proton benzyl. Do vậy, đường cong tích

.Q

https://daykemquynhonofficial.wordpress.com/blog/

G N 10 00

B

TR ẦN

H Ư

http://daykemquynhon.ucoz.com

Ó

A

Hình 23: Phổ được phân tích của benzyl acetat đo ở phổ kế 300MHz FT-MNR.

-H

Khi so sách 2 phổ được các phổ kế nhau thì vẫn cho đường cong tích phân tương

Ý

ứng.

-L

CHƯƠNG 2: PHƯƠNG PHÁP PHÂN TÍCH PHỔ CỘNG HƯỞNG TỪ HẠT NHÂN 1H VÀ 13C

TO

ÁN

MỌI YÊU CẦU GỬI VỀ HỘP MAIL DAYKEMQUYNHONBUSINESS@GMAIL.COM HOTLINE : +84905779594 (MOBILE/ZALO)

Đ ẠO

TP

Nơi bồi dưỡng kiến thức Toán - Lý - Hóa cho học sinh cấp 2+3 / Diễn Đàn Toán - Lý - Hóa Quy Nhơn 1000B Trần Hưng Đạo Tp.Quy Nhơn Tỉnh Bình Định

là tỉ lệ thực.

DẠY KÈM QUY NHƠN OFFICIAL ST&GT : Đ/C 1000B TRẦN HƯNG ĐẠO TP.QUY NHƠN

U

Y

phân cho các tỉ lệ đơn giản nhất của số proton mỗi dạng, nhưng không nhất thiết

D

IỄ N

Đ

ÀN

I. PHỔ PROTON (1H – NMR OR PROTON NMR) 1. Hạt nhân proton Phổ proton có thể xem là phổ có độ nhạy cao nhất trong kỹ thuật 1H – NMR vì hàm lượng 1H trong tự nhiên chiếm tới 99,98% (trong khi đó hàm lượng

13

C

trong tự nhiên chỉ chiếm 1,108%). Vì thế đây là một phổ rất quan trọng và có thể cung cấp nhiều thông tin quý giá về cấu trúc của hợp chất. Phổ 1H – NMR là một kỹ thuật sử dụng để xác định cấu trúc hoá học của hợp chất hữu cơ.

Nhóm 2

Đóng góp PDF bởi GV. Nguyễn Thanh Tú

Page 26 www.facebook.com/daykemquynhonofficial www.facebook.com/boiduonghoahocquynhonofficial

https://twitter.com/daykemquynhon plus.google.com/+DạyKèmQuyNhơn

www.facebook.com/daykem.quynhon https://daykemquynhon.blogspot.com

Báo cáo phân tích công cụ 1

GVHD: Nguyễn Xuân Thị Diễm Trinh

Phổ proton cho ta biết được một số loại proton có trong phân tử (không phải là số proton, mà chỉ là số loại proton).Mỗi loại proton đó sẽ có tính chất khác nhau (như proton liên kết với vòng benzen sẽ khác với proton liên kết C sp3) vì thế sẽ có

Ơ

H

Người ta sử dụng TMS (tetramethylsilan) làm chất chuẩn trong phổ proton

N

độ dịch chuyển khác nhau trên phổ proton.

N

và độ dịch chuyển của proton trong TMS là 0 ppm. Một điểm đặc biệt của phổ

TP

Nơi bồi dưỡng kiến thức Toán - Lý - Hóa cho học sinh cấp 2+3 / Diễn Đàn Toán - Lý - Hóa Quy Nhơn 1000B Trần Hưng Đạo Tp.Quy Nhơn Tỉnh Bình Định

.Q

giữa các proton ở gần nhau thông qua sự ghép spin và hằng số ghép. Hai proton liên kết với hai carbon kề nhau sẽ tương tác với nhau thông qua 3 liên kết H-C-C-H

N

10 00

B

TR ẦN

H Ư

http://daykemquynhon.ucoz.com

cùng hằng số ghép (coupling constant).

-H

2. Kí hiệu của phổ

Ó

A

Hình 24. Hình dạng các mũi ghép spin đơn giản (AX)

Ý

Khi giữa hai hay nhiều hạt nhân của phân tử có tương tác spin – spin với

-L

nhau người ta nói đến hệ hạt nhân. Người ta kí hiệu các hạt nhân đó bằng các chữ

ÁN

cái A, B, C,…, M, X, Y,…

TO

Các hạt nhân có cùng loại hạt nhân và độ chuyển dịch hoá học như nhau gọi

https://daykemquynhonofficial.wordpress.com/blog/

G

có dạng mũi 3 và proton CH2- sẽ có dạng mũi 4 do cạnh đó là 3 proton) và sẽ có

MỌI YÊU CẦU GỬI VỀ HỘP MAIL DAYKEMQUYNHONBUSINESS@GMAIL.COM HOTLINE : +84905779594 (MOBILE/ZALO)

Đ ẠO

và dạng mũi ghép spin theo nguyên tắc (n + 1) (ví dụ CH3- CH2- thì proton CH3- sẽ

DẠY KÈM QUY NHƠN OFFICIAL ST&GT : Đ/C 1000B TRẦN HƯNG ĐẠO TP.QUY NHƠN

U

Y

proton là ngoài cho biết loại proton trong phân tử, phổ còn cho biết mối quan hệ

D

IỄ N

Đ

ÀN

là các hạt nhân tương đương và được kí hiệu bằng một loại chữ cái, còn số lượng các hạt nhân này được ghi bằng chữ số ở phía dưới bên phải ví dụ: A2B, A2X,…

Sự đánh giá các phổ phụ thuộc vào tỷ lệ của hiệu số dịch chuyển hoá học và hằng số tương tác spin:

Nhóm 2

Đóng góp PDF bởi GV. Nguyễn Thanh Tú

Page 27 www.facebook.com/daykemquynhonofficial www.facebook.com/boiduonghoahocquynhonofficial

https://twitter.com/daykemquynhon plus.google.com/+DạyKèmQuyNhơn

www.facebook.com/daykem.quynhon https://daykemquynhon.blogspot.com

Báo cáo phân tích công cụ 1

GVHD: Nguyễn Xuân Thị Diễm Trinh

Nếu hiệu số của độ dịch chuyển hoá học của hai nhóm hạt nhân nhỏ hơn hằng số tương tác của chúng (K < 1) thì người ta biểu diễn những hạt nhân này bằng các chữ cái liên tiếp nhau. Ví dụ: A2B, AB, ABC.

Ơ

H

Đối với phổ bậc 1, có thể áp dụng quy tắc vạch tối đa và tỷ lệ chiều cao các

N

2.1. Phổ bậc 1

N

đỉnh trong nhóm tuân theo quy tắc Pascan.

Trường hợp chung AmMnXy cũng thu được 3 nhóm đỉnh nhưng số đỉnh ở

Ó

A

mỗi nhóm phụ thuộc vào số proton ở nhóm bên cạnh. Ví dụ, ở hợp chất 1-

-H

nitropropan CH3-CH2-CH2-NO2 thuộc về hệ phổ A3M2X2 cho phổ cộng hưởng từ

D

IỄ N

Đ

ÀN

TO

ÁN

-L

Ý

hạt nhân ở hình sau:

https://daykemquynhonofficial.wordpress.com/blog/

10 00

B

TR ẦN

H Ư

http://daykemquynhon.ucoz.com

N

G

Đ ẠO

Ví dụ:

MỌI YÊU CẦU GỬI VỀ HỘP MAIL DAYKEMQUYNHONBUSINESS@GMAIL.COM HOTLINE : +84905779594 (MOBILE/ZALO)

TP

Nơi bồi dưỡng kiến thức Toán - Lý - Hóa cho học sinh cấp 2+3 / Diễn Đàn Toán - Lý - Hóa Quy Nhơn 1000B Trần Hưng Đạo Tp.Quy Nhơn Tỉnh Bình Định

.Q

thấy số đỉnh của mỗi nhóm dễ dàng và hằng số tương tác J và tần số A và X.

DẠY KÈM QUY NHƠN OFFICIAL ST&GT : Đ/C 1000B TRẦN HƯNG ĐẠO TP.QUY NHƠN

U

Y

Hệ số bậc 1 thường có dạng AmXn và AmMnXy. Các hệ phổ AX có thể tìm

Nhóm 2

Đóng góp PDF bởi GV. Nguyễn Thanh Tú

Page 28 www.facebook.com/daykemquynhonofficial www.facebook.com/boiduonghoahocquynhonofficial

https://twitter.com/daykemquynhon plus.google.com/+DạyKèmQuyNhơn

www.facebook.com/daykem.quynhon https://daykemquynhon.blogspot.com

Báo cáo phân tích công cụ 1

GVHD: Nguyễn Xuân Thị Diễm Trinh

Nhờ sự khác biệt về độ chuyển dịch hoá học và tương tác spin – spin của hạt nhân nên có thể xác định cấu trúc các phân tử Hình trên chỉ ra phổ 1H-NMR của etylformiat HCOCH2CH3 cho CHO = 8,1

Ơ

Phổ bậc cao AB, A2B và ABX

H

2.2.

N

ppm, CH2 = 4,2 ppm (4 đỉnh) và CH3 = 1,4 ppm (3 đỉnh).

N

Tất cả các loại phổ không thể phân tích theo phổ bậc 1 gọi là phổ bậc cao.

TP

Nơi bồi dưỡng kiến thức Toán - Lý - Hóa cho học sinh cấp 2+3 / Diễn Đàn Toán - Lý - Hóa Quy Nhơn 1000B Trần Hưng Đạo Tp.Quy Nhơn Tỉnh Bình Định

chữ cái liên tiếp. Ví dụ: AB, ABC, A2B. Việc phân tích các phổ này phức tạp hơn

H Ư

http://daykemquynhon.ucoz.com

N

Các phổ được xếp vào phổ bậc cao có K < 6 đơn giản là hệ AB và ABX. Để tìm các thông số  và J trực tiếp trên phổ như hệ phổ bậc 1, ta xét ví dụ phổ AB

D

IỄ N

Đ

ÀN

TO

ÁN

-L

Ý

-H

Ó

A

10 00

B

TR ẦN

gồm hai cặp đỉnh, các thông số được tính theo công thức:

https://daykemquynhonofficial.wordpress.com/blog/

G

a) Phổ AB

MỌI YÊU CẦU GỬI VỀ HỘP MAIL DAYKEMQUYNHONBUSINESS@GMAIL.COM HOTLINE : +84905779594 (MOBILE/ZALO)

trình bày một vài trường hợp đơn giản của loại phổ này.

Đ ẠO

các phổ bậc 1, trong nhiều trường hợp không thể phân tích được. Hình dưới đây

DẠY KÈM QUY NHƠN OFFICIAL ST&GT : Đ/C 1000B TRẦN HƯNG ĐẠO TP.QUY NHƠN

.Q

U

Y

Hầu hết các phổ này có (A - B)  JAB. Người ta kí hiệu các hạt nhân này bằng các

Ví dụ: Phổ cộng hưởng từ hạt nhân của 3-brom-2-tert-butoxithiophen Nhóm 2

Đóng góp PDF bởi GV. Nguyễn Thanh Tú

Page 29 www.facebook.com/daykemquynhonofficial www.facebook.com/boiduonghoahocquynhonofficial

https://twitter.com/daykemquynhon plus.google.com/+DạyKèmQuyNhơn

www.facebook.com/daykem.quynhon https://daykemquynhon.blogspot.com

Báo cáo phân tích công cụ 1

GVHD: Nguyễn Xuân Thị Diễm Trinh

G

đương. Phổ gồm hai phần, về lý thuyết phần A có 8 đỉnh và hình B có 6 đỉnh

H Ư

http://daykemquynhon.ucoz.com

N

(hình vẽ) nhưng phổ thực thì số đỉnh ít hơn. Ví dụ, phổ 1H-NMR của 1,3,4tribrombut-1-in phần A chỉ xuất hiện 4 đỉnh và phần B 4 đỉnh (hình vẽ). Có thể

Phổ 1H-

ÁN

Hình 26:

-L

Ý

-H

Ó

A

10 00

B

TR ẦN

phân tích phổ A2B như trên hình vẽ, tính các giá trị như sau:

của 1,3,4-

TO

NMR

https://daykemquynhonofficial.wordpress.com/blog/

Phổ A2B là hệ gồm 3 hạt nhân tương tác với nhau trong đó có hai hạt nhân tương

DẠY KÈM QUY NHƠN OFFICIAL ST&GT : Đ/C 1000B TRẦN HƯNG ĐẠO TP.QUY NHƠN

Đ ẠO

Hình 25: Phổ lý thuyết của A2B

MỌI YÊU CẦU GỬI VỀ HỘP MAIL DAYKEMQUYNHONBUSINESS@GMAIL.COM HOTLINE : +84905779594 (MOBILE/ZALO)

TP

Nơi bồi dưỡng kiến thức Toán - Lý - Hóa cho học sinh cấp 2+3 / Diễn Đàn Toán - Lý - Hóa Quy Nhơn 1000B Trần Hưng Đạo Tp.Quy Nhơn Tỉnh Bình Định

.Q

U

Y

N

H

Ơ

N

b) Phổ A2B

D

IỄ N

Đ

ÀN

tribrombut-1-in c) Phổ ABX Phổ ABX thường gặp trong phổ cộng hưởng proton đặc biệt các hợp chất

thơm và anken cũng như các hợp chất chứa hạt nhân từ khác (19F, 31P) gồm ba hạt nhân tương đương tương tác với nhau phân tích phổ thành hai phần riêng biệt. Để phân tích phổ cần tách riêng biệt phần AB và phần X, ví dụ phổ 1H-NMR của stirenoxit ở dưới, phần AB có 8 đỉnh và phần X có 4 đỉnh.

Nhóm 2

Đóng góp PDF bởi GV. Nguyễn Thanh Tú

Page 30 www.facebook.com/daykemquynhonofficial www.facebook.com/boiduonghoahocquynhonofficial

https://twitter.com/daykemquynhon plus.google.com/+DạyKèmQuyNhơn

www.facebook.com/daykem.quynhon https://daykemquynhon.blogspot.com

GVHD: Nguyễn Xuân Thị Diễm Trinh

TP

Nơi bồi dưỡng kiến thức Toán - Lý - Hóa cho học sinh cấp 2+3 / Diễn Đàn Toán - Lý - Hóa Quy Nhơn 1000B Trần Hưng Đạo Tp.Quy Nhơn Tỉnh Bình Định

.Q

Về lý thuyết, hệ phổ ABX gồm có hai phần, phần AB có 8 đỉnh và phần X

TO

ÁN

-L

Ý

-H

Ó

A

10 00

B

TR ẦN

H Ư

http://daykemquynhon.ucoz.com

N

G

Tuỳ theo sự cùng hay trái dấu của JAX và JBX mà dạng phổ thay đổi.

https://daykemquynhonofficial.wordpress.com/blog/

Đ ẠO

tìm được JAB và các giá trị:

MỌI YÊU CẦU GỬI VỀ HỘP MAIL DAYKEMQUYNHONBUSINESS@GMAIL.COM HOTLINE : +84905779594 (MOBILE/ZALO)

có 6 đỉnh, để thực hiện tạm chia phần AB thành AB’ và AB’’, từ phần này có thể

DẠY KÈM QUY NHƠN OFFICIAL ST&GT : Đ/C 1000B TRẦN HƯNG ĐẠO TP.QUY NHƠN

U

Y

N

H

Ơ

N

Báo cáo phân tích công cụ 1

D

IỄ N

Đ

ÀN

II. Phổ 13C – NMR Việc nghiên cứu hạt nhân carbon 13 thông qua phổ NMR là một kỹ thuật

quan trọng để xác định cấu trúc của hợp chất hữu cơ. Khi sử dụng với phổ proton NMR và phổ IR ta có thể xác định cấu trúc hoàn thiện của một hợp chất chưa biết cấu trúc. Phổ Carbon 13 NMR có thể sử dụng xác định carbon không tương đương và nhận biết các nguyên tử carbon có thể có mặt trong hợp chất. Do đó carbon 13 NMR cung cấp thông tin trực tiếp về bộ khung carbon của phân tử.

Nhóm 2

Đóng góp PDF bởi GV. Nguyễn Thanh Tú

Page 31 www.facebook.com/daykemquynhonofficial www.facebook.com/boiduonghoahocquynhonofficial

https://twitter.com/daykemquynhon plus.google.com/+DạyKèmQuyNhơn

www.facebook.com/daykem.quynhon https://daykemquynhon.blogspot.com

Báo cáo phân tích công cụ 1

GVHD: Nguyễn Xuân Thị Diễm Trinh

1. Hạt nhân Carbon -13 Carbon – 12 là đồng vị phổ biến của carbon, là hạt nhân không hoạt động NMR vì nó có spin = 0. Tuy nhiên đồng vị của nó carbon – 13 (13C) có số khối lẻ

N

với spin hạt nhân I = 1/2

H

C khó quan sát hơn sự cộng hưởng của proton

Độ phổ biến tự nhiên của carbon – 13 rất thấp, chỉ chiếm 1,1% tất cả các

.Q

nguyên tử carbon trong tự nhiên.

N

http://daykemquynhon.ucoz.com

G

spin của các hạt nhân sẽ bị giảm xuống, do vậy sẽ làm giảm độ nhạy của quá trình

Phần lớn sự tương tác spin – spin giữa 13C và 13C là không có, nhưng sự tương

TR ẦN

+

H Ư

phát hiện NMR.

tác giữa 13C và 1H gây ra sự tách tín hiệu mạnh.

10 00

B

2. Độ chuyển hoá học của Carbon – 13 a) Các tương quan vùng phổ

A

Vị trí của các tín hiệu cộng hưởng 13C rất quan trọng cho việc xác định cấu tạo

-H

Ó

của các hợp chất. Bảng tương quan các vùng phổ (hình dưới) cho thấy độ chuyển dịch hoá học điển hình (được tính theo ppm từ TMS), các nguyên tử carbon của các

D

IỄ N

Đ

ÀN

TO

ÁN

-L

Ý

nhóm methyl ở TMS (mà không có hydro) được dùng làm so sánh.

https://daykemquynhonofficial.wordpress.com/blog/

Đ ẠO

hạt nhân 13C cộng hưởng ở tần số thấp hơn các proton. Ở tần số thấp hơn, sự chia

MỌI YÊU CẦU GỬI VỀ HỘP MAIL DAYKEMQUYNHONBUSINESS@GMAIL.COM HOTLINE : +84905779594 (MOBILE/ZALO)

Do tỉ số từ thẩm của các hạt nhân 13C nhỏ hơn tỉ số từ thẩm của hydro nên các

-

DẠY KÈM QUY NHƠN OFFICIAL ST&GT : Đ/C 1000B TRẦN HƯNG ĐẠO TP.QUY NHƠN

U

Y

H, yếu hơn khoảng 6000 lần do:

-

Nơi bồi dưỡng kiến thức Toán - Lý - Hóa cho học sinh cấp 2+3 / Diễn Đàn Toán - Lý - Hóa Quy Nhơn 1000B Trần Hưng Đạo Tp.Quy Nhơn Tỉnh Bình Định

13

TP

1

Sự công hưởng của hạt nhân

N

+

Ơ

Đặc điểm của carbon – 13:

Nhóm 2

Đóng góp PDF bởi GV. Nguyễn Thanh Tú

Page 32 www.facebook.com/daykemquynhonofficial www.facebook.com/boiduonghoahocquynhonofficial

https://twitter.com/daykemquynhon plus.google.com/+DạyKèmQuyNhơn

www.facebook.com/daykem.quynhon https://daykemquynhon.blogspot.com

Báo cáo phân tích công cụ 1 

GVHD: Nguyễn Xuân Thị Diễm Trinh

Độ chuyển dịch hoá học xuất hiện trong vùng 0 – 220 ppm, lớn hơn độ

đương trong một phân tử hữu cơ đều cho 1 pic với độ dịch chuyển hoá học khác

Ó

A

nhau. Các pic ít khi chồng lên nhau như trong phổ proton – NMR. Biểu đồ tương quan chia thành 4 phần:

+

Carbon không no xuất hiện ở trường cao nhất, gần với TMS nhất ( = 8 – 60

Ý

-L

Hiệu độ âm điện 40 - 80 ppm.

TO

+

ÁN

ppm).

ÀN

+ +

Carbon carbonyl xuất hiện ở trường thấp nhất,  = 155 - 220.

Nguyên tử carbon của anken và vòng thơm  =100 - 175

b) Các yếu tố ảnh hưởng tới độ chuyển dịch hoá học

Đ IỄ N D

-H



https://daykemquynhonofficial.wordpress.com/blog/

10 00

Vì vùng giá trị  rất lớn, nên hầu hết mỗi nguyên tử carbon không tương

DẠY KÈM QUY NHƠN OFFICIAL ST&GT : Đ/C 1000B TRẦN HƯNG ĐẠO TP.QUY NHƠN

B

Hình 27. Biểu đồ tương quan cho độ dịch chuyển hoá học 13C

MỌI YÊU CẦU GỬI VỀ HỘP MAIL DAYKEMQUYNHONBUSINESS@GMAIL.COM HOTLINE : +84905779594 (MOBILE/ZALO)

TR ẦN

H Ư

http://daykemquynhon.ucoz.com

N

G

Đ ẠO

TP

Nơi bồi dưỡng kiến thức Toán - Lý - Hóa cho học sinh cấp 2+3 / Diễn Đàn Toán - Lý - Hóa Quy Nhơn 1000B Trần Hưng Đạo Tp.Quy Nhơn Tỉnh Bình Định

.Q

U

Y

N

H

Ơ

N

chyển dịch hoá học quan sát được đối với các proton (0 -12 ppm).

Độ âm điện, sự lai hoá, tính không đẳng hướng ảnh hưởng tới chuyển dịch 13C như độ chuyển dịch hoá học của proton nhưng độ chuyển dịch của 13C lớn hơn gấp 20 lần 1H. 

Độ âm điện tạo hiệu ứng chắn trong phổ

13

C: Nguyên tố âm điện gây ra sự

chuyển dịch về trường thấp lớn, nó bị ảnh hưởng lớn hơn vì nguyên tử âm điện liên Nhóm 2

Đóng góp PDF bởi GV. Nguyễn Thanh Tú

Page 33 www.facebook.com/daykemquynhonofficial www.facebook.com/boiduonghoahocquynhonofficial

https://twitter.com/daykemquynhon plus.google.com/+DạyKèmQuyNhơn

www.facebook.com/daykem.quynhon https://daykemquynhon.blogspot.com

Báo cáo phân tích công cụ 1

GVHD: Nguyễn Xuân Thị Diễm Trinh

kết trực tiếp với 13C và hiệu ứng chỉ xảy ra khi qua 1 liên đơn C – X, với proton, nguyên tử âm điện được gắn vào C chứ không phải Hydro, hiệu ứng xảy ra qua hai liên kết H-C-X (X: nguyên tử âm điện).

Ơ

H

hoá học giảm khoảng cách, nhưng luôn theo hướng như nhau (phản chắn và về phía

N

Trong phổ proton NMR, hiệu ứng của nguyên tử âm điện đến độ chuyển dịch

-

N

trường thấp).

Trong phổ 13C – NMR, nguyên tố âm điện cũng gây ra độ chuyển dịch hoá học

TP

Nơi bồi dưỡng kiến thức Toán - Lý - Hóa cho học sinh cấp 2+3 / Diễn Đàn Toán - Lý - Hóa Quy Nhơn 1000B Trần Hưng Đạo Tp.Quy Nhơn Tỉnh Bình Định

.Q

về phía thấp trong carbon  và , nhưng thường dẫn tới sự chuyển dịch về phía









N



H Ư

http://daykemquynhon.ucoz.com



G

CH3- CH2- CH2- CH2- CH2- CH2-OH

Sự dự đoán đối với C3 và carbon  mâu thuẫn hiệu ứng thế được nhóm âm 

TR ẦN

điện.

Sự lai hoá: thay đổi về sự lai hoá cũng làm chuyển dịch nhiều hơn đối với

B

carbon 13 so với chuyển dịch của các hydro gắn vào carbon này (1 liên kết). Trong

10 00

phổ 13C –NMR, các nguyên tử carbon trong nhóm cacbonyl có độ dịch chuyển hoá

A

học lớn nhất, do cả sự lai hoá sp2 và oxy âm điện gắn trực tiếp với nhóm carbon

Ó

cacbonyl, làm phản chắn nó nhiều hơn.

-H



Tính không đẳng hướng gây nên độ chuyển dịch hóa học của các nguyên tử

-L

Ý

carbon trong vòng thơm và alken.

ÁN

c) Tính toán cho độ chuyển dịch hoá học 13C

TO

Ta có thể dự đoán độ chuyển dịch hoá học cho hầu hết các nguyên tử 13C cho bất kì các bảng số liệu độ chuyển dịch hoá học 13C của các lớp hợp chất riêng biệt

https://daykemquynhonofficial.wordpress.com/blog/

25,8 32,8 61,9

MỌI YÊU CẦU GỬI VỀ HỘP MAIL DAYKEMQUYNHONBUSINESS@GMAIL.COM HOTLINE : +84905779594 (MOBILE/ZALO)

14,2 22,8 32

Đ ẠO

trường cao đối với carbon  (và ). Hiệu ứng này thấy rõ trong carbon của hexanol:

DẠY KÈM QUY NHƠN OFFICIAL ST&GT : Đ/C 1000B TRẦN HƯNG ĐẠO TP.QUY NHƠN

U

Y

-

D

IỄ N

Đ

ÀN

dựa vào giá trị khung phân tử và sau đó thêm vào các số gia để hiệu chỉnh giá trị cho mỗi nhóm thế. Sự hiệu chỉnh các nhóm thế phụ thuộc vào cả dạng nhóm thế, vị trí của nó so với nguyên tửu carbon quan tâm. Sự hiệu chỉnh cho vòng khác với

hiệu chỉnh cho mạch hở và phụ thuộc vào lai hoá lập thể. + Tính toán độ chuyển dịch hoá học

13

C cho alkan mạch thẳng và mạch phân

nhánh: C = -2,3 + 9,1 + 9,4 - 2,5 + 0,3 + 0,1 + (SJ) + KJ ppm Nhóm 2

Đóng góp PDF bởi GV. Nguyễn Thanh Tú

Page 34 www.facebook.com/daykemquynhonofficial www.facebook.com/boiduonghoahocquynhonofficial

https://twitter.com/daykemquynhon plus.google.com/+DạyKèmQuyNhơn

www.facebook.com/daykem.quynhon https://daykemquynhon.blogspot.com

Báo cáo phân tích công cụ 1

GVHD: Nguyễn Xuân Thị Diễm Trinh

, , , , ,  là số nguyên tử C , , , , ,  so với nguyên tử C đang được tính

https://daykemquynhonofficial.wordpress.com/blog/

G N

http://daykemquynhon.ucoz.com

D

IỄ N

Đ

ÀN

TO

ÁN

-L

Ý

-H

Ó

A

10 00

B

TR ẦN

H Ư

+ Các số gia đối với vòng benzen

DẠY KÈM QUY NHƠN OFFICIAL ST&GT : Đ/C 1000B TRẦN HƯNG ĐẠO TP.QUY NHƠN

MỌI YÊU CẦU GỬI VỀ HỘP MAIL DAYKEMQUYNHONBUSINESS@GMAIL.COM HOTLINE : +84905779594 (MOBILE/ZALO)

Đ ẠO

TP

Nơi bồi dưỡng kiến thức Toán - Lý - Hóa cho học sinh cấp 2+3 / Diễn Đàn Toán - Lý - Hóa Quy Nhơn 1000B Trần Hưng Đạo Tp.Quy Nhơn Tỉnh Bình Định

.Q

U

Y

N

H

Ơ

N

toán giá trị S và K được tra trong hình dưới

Hình 28: các số gia đối của hợp chất 3. Sự phân tách spin – spin trong phổ carbon -13 a) Phổ 13C ghép cặp proton Nhóm 2

Đóng góp PDF bởi GV. Nguyễn Thanh Tú

Page 35 www.facebook.com/daykemquynhonofficial www.facebook.com/boiduonghoahocquynhonofficial

https://twitter.com/daykemquynhon plus.google.com/+DạyKèmQuyNhơn

www.facebook.com/daykem.quynhon https://daykemquynhon.blogspot.com

Báo cáo phân tích công cụ 1

GVHD: Nguyễn Xuân Thị Diễm Trinh

Là hiện tượng spin của các proton gắn trực tiếp với các nguyên tử 13C tương tác với spin của carbon và làm tín hiệu bị phân tách theo nguyên tắc n+1. Đây là sự ghép cặp di hạt nhân (carbon-hydro) gồm 2 nguyên tử khác nhau.

H

Ơ

carbon đang xét, là sự ghép cặp 1 liên kết.

N

Với phổ 13C –NMR, sự phân tách xuất hiện từ các proton gắn trực tiếp vào

N

Trong phổ proton NMR, hầu hết sự ghép cặp thường là sự ghép cặp đồng hạt

.Q

Nơi bồi dưỡng kiến thức Toán - Lý - Hóa cho học sinh cấp 2+3 / Diễn Đàn Toán - Lý - Hóa Quy Nhơn 1000B Trần Hưng Đạo Tp.Quy Nhơn Tỉnh Bình Định

là sự tương tác cặp 3 liên kết H-C-C-H .

TP

Trên phổ tương tác 13C - 1H nhận được các nhóm đỉnh khác nhau có thể đỉnh

https://daykemquynhonofficial.wordpress.com/blog/

Ý

-H

Ó

A

10 00

B

TR ẦN

H Ư

http://daykemquynhon.ucoz.com

N

G

giống như ở tương tác 1H - 1H ở phổ CHTN- 1H:

MỌI YÊU CẦU GỬI VỀ HỘP MAIL DAYKEMQUYNHONBUSINESS@GMAIL.COM HOTLINE : +84905779594 (MOBILE/ZALO)

Đ ẠO

đơn hay đỉnh bội. Vì 13C và 1H đều có I = ½ nên quy tắc 3 vạch (n+1) đoực áp dụng

-L

Hình 29: hiệu ứng proton gắn vào đến cộng hưởng

13

DẠY KÈM QUY NHƠN OFFICIAL ST&GT : Đ/C 1000B TRẦN HƯNG ĐẠO TP.QUY NHƠN

U

Y

nhân (H-H) và xảy ra giữa các proton gắn vào các nguyên tử carbon láng giềng, gọi

C

ÁN

Từ hình ta thấy, sự phân tách spin – spin hay sự ghép cặp giữa carbon -13 và

TO

proton gắn trực tiếp với nó được gọi là phổ ghép cặp proton hay phổ không xoá Dưới đây là một số phổ ghép cặp proton:

D

IỄ N

Đ

ÀN

ghép cặp.

Nhóm 2

Đóng góp PDF bởi GV. Nguyễn Thanh Tú

Page 36 www.facebook.com/daykemquynhonofficial www.facebook.com/boiduonghoahocquynhonofficial

https://twitter.com/daykemquynhon plus.google.com/+DạyKèmQuyNhơn

www.facebook.com/daykem.quynhon https://daykemquynhon.blogspot.com

GVHD: Nguyễn Xuân Thị Diễm Trinh

H Ư

nguyên tử carbon. Đặc trưng s càng lớn thì hằng số tương tác càng lớn:

10 00

C–H

B

=C–H

J(C-H) Hz

sp3

152

sp2

160

sp

250

TR ẦN

C–H

Lai hoá

A

b) Phổ 13C – NMR xoá ghép cặp proton

-H

Ó

Phần lớn phổ 13C – NMR nhận được là phổ xoá ghép cặp proton. Kỹ thuật xoá ghép

Ý

cặp loại bỏ các tương tác giữa proton và các hạt nhân 13C, do đó chỉ còn các

ÁN

Ưu điểm:

-L

singlet được quan sát thấy trong phổ 13C – NMR xoá ghép cặp.

TO

+ Phổ đơn giản, dễ đọc.

ÀN

+ Tránh được các multiplet chồng lên nhau.

https://daykemquynhonofficial.wordpress.com/blog/

http://daykemquynhon.ucoz.com

N

G

Hằng số tương tác J(13C -1H) phụ thuộc vào đặc trưng s của obitan lai hoá ở

DẠY KÈM QUY NHƠN OFFICIAL ST&GT : Đ/C 1000B TRẦN HƯNG ĐẠO TP.QUY NHƠN

Hình 30: Phổ ghép cặp và xoá ghép cặp của ethyl phenylacetat

MỌI YÊU CẦU GỬI VỀ HỘP MAIL DAYKEMQUYNHONBUSINESS@GMAIL.COM HOTLINE : +84905779594 (MOBILE/ZALO)

Đ ẠO

TP

Nơi bồi dưỡng kiến thức Toán - Lý - Hóa cho học sinh cấp 2+3 / Diễn Đàn Toán - Lý - Hóa Quy Nhơn 1000B Trần Hưng Đạo Tp.Quy Nhơn Tỉnh Bình Định

.Q

U

Y

N

H

Ơ

N

Báo cáo phân tích công cụ 1

D

IỄ N

Đ

+ Làm mất thông tin các hydro gắn vào bị mất đi.

Xoá ghép cặp proton được thực hiện trong quá trình xác định 13C – NMR bằng sự chiếu xạ đồng thời tất cả các proton trong phân tử với phổ tần số rộng trong miền thích hợp. Các phổ kế NMR hiện đại có máy phất tần số radio thứ 2 có thể hoà âm được gọi là bộ xoá ghép, được sử dụng cho mục đích này. Sự chiếu xạ làm cho các proton bị bão hoà và chúng tham gia chuyển tiếp lên trạng thái spin trên

Nhóm 2

Đóng góp PDF bởi GV. Nguyễn Thanh Tú

Page 37 www.facebook.com/daykemquynhonofficial www.facebook.com/boiduonghoahocquynhonofficial

https://twitter.com/daykemquynhon plus.google.com/+DạyKèmQuyNhơn

www.facebook.com/daykem.quynhon https://daykemquynhon.blogspot.com

Báo cáo phân tích công cụ 1

GVHD: Nguyễn Xuân Thị Diễm Trinh

và dưới nhanh, trong số tất cả trạng thái spin của chúng. Sự chuyển tiếp nhanh này làm xoá ghép cặp của bất kì tương tác nào giữa H – C đang được quan sát.

Do vậy, tất cả các spin sẽ bị trung bình hoá về 0 bởi sự trao đổi nhanh.

N

Ví dụ về phổ 13C – NMR xoá ghép cặp proton cả 1-propanol: phổ có 3 pic tương

H N

mỗi carbon: nguyên tử C gần nhất với oxy âm điện bị dịch chuyển xa nhất và

Ơ

ứng với 3C, nếu không có các nguyên tử C tương đương thì pic 13C sẽ cho thấy

-H

1. Phổ proton NMR

Ý

Cần phải xác định được các thông số:

-L

a) Độ chuyển dịch hoá học proton Từ 0,8 đến 1,8 ppm: các proton trpng vùng này thường liên kết với các nguyên

ÁN

-

TO

tử C sp3 như nhóm CH, CH2, CH3 nằm cách xa các nguyên tử âm điện. Các nhóm

https://daykemquynhonofficial.wordpress.com/blog/

Ó

A

III. PHƯƠNG PHÁP GIẢI PHỔ 13C VÀ 1H ĐỂ XÁC ĐỊNH CẤU TRÚC

DẠY KÈM QUY NHƠN OFFICIAL ST&GT : Đ/C 1000B TRẦN HƯNG ĐẠO TP.QUY NHƠN

Hình 31: Phổ 13C – NMR xoá ghép cặp của 1-propanol (22,2 ppm).

MỌI YÊU CẦU GỬI VỀ HỘP MAIL DAYKEMQUYNHONBUSINESS@GMAIL.COM HOTLINE : +84905779594 (MOBILE/ZALO)

10 00

B

TR ẦN

H Ư

http://daykemquynhon.ucoz.com

N

G

Đ ẠO

TP

Nơi bồi dưỡng kiến thức Toán - Lý - Hóa cho học sinh cấp 2+3 / Diễn Đàn Toán - Lý - Hóa Quy Nhơn 1000B Trần Hưng Đạo Tp.Quy Nhơn Tỉnh Bình Định

.Q

U

Y

trường thấp và carbon methyl ở trường cao nhất, pic còn lại là pic của CDCl3.

D

IỄ N

Đ

ÀN

có nhiều proton gắn vào hơn sẽ bị che chắn nhiều hơn và xuất hiện ở trường cao hơn (gần với TMS): do đó CH3 sẽ bị che chắn nhiều hơn nhóm CH2 và sẽ xuất hiện ở giá trị ppm thấp hơn.

-

Từ 1,8 đến 3 ppm: vùng này nói chung liên quan tới các proton nằm trên

nguyên tử C sp3 nằm cạnh các nhóm C = O, C = C và nhân thơm như CH2 = C = O, C = C = CH2 – và CH2 – Ar. Một dự đoán cho điều này là proton gắn trực tiếp với liên kết 3, C  C cũng xuất hiện trong vùng này.

Nhóm 2

Đóng góp PDF bởi GV. Nguyễn Thanh Tú

Page 38 www.facebook.com/daykemquynhonofficial www.facebook.com/boiduonghoahocquynhonofficial

https://twitter.com/daykemquynhon plus.google.com/+DạyKèmQuyNhơn

www.facebook.com/daykem.quynhon https://daykemquynhon.blogspot.com

Báo cáo phân tích công cụ 1

GVHD: Nguyễn Xuân Thị Diễm Trinh

Từ 3 đến 4,5 ppm: vùng này nói chung liên quan tới các proton nằm trên

-

nguyên tử C sp3 được gắn trực tiếp với nguyên tử âm điện, thường là oxy hay các halogen như các nhóm - CH2 – Cl, - CH2 –Br, CH2 = O. Các nhóm chứa oxy thông

H

Ơ

O – CH3 or – O – CH2.

N

thường nhất là alcohol, ether và este. Giá trị 3,5 ppm là tiêu biểu nhất cho nhóm – Từ 4,5 đến 7 ppm: vùng này nói chung liên quan tới các proton nằm trên

N

-

TP

Nơi bồi dưỡng kiến thức Toán - Lý - Hóa cho học sinh cấp 2+3 / Diễn Đàn Toán - Lý - Hóa Quy Nhơn 1000B Trần Hưng Đạo Tp.Quy Nhơn Tỉnh Bình Định

.Q

H. Tuy nhiên cần nhớ rằng, nguyên tử âm điện gắn vào 1C có thể làm dịch chuyển

N

G

nguyên tử C sp2 của liên kết đôi C = C trong vòng benzen hay các hợp chất thơm

H Ư

khác.

proton gắn trực tiếp với nhóm C = O.

TR ẦN

Từ 9 đến 10 ppm: vùng này luôn luôn liên quan tới các proton aldehit và các

-

Từ 10 đến 13 ppm: các proton của axit carboxylic thường xuất hiện trong vùng

B

-

10 00

này và được thấy ở dạng pic rất rộng. Trong vài trường hợp các pic này rộng đến

Ó

b) Tích phân proton

A

mức pic không thể quan sát thấy và biến mất đường cơ sở.

-H

Số proton nằm trên nguyên tử C đã cho có thể xác định bằng các giá trị số

Ý

(chiều cao tích phân) ghi ở dưới các pic. Tỉ lệ chiều cao tích phân này tỉ lệ số

vị).

ÁN

-L

proton tương đương trong mỗi nhóm có mặt trong phân tử (sau khi đã làm tròn đơn

ÀN

TO

c) Sự phân tách spin – spin proton Sử dụng quy tắc n+1 cho phép xác định số proton liền kề (1J) đối với phổ bậc 1

2. Phổ 13C – NMR

Đ IỄ N

https://daykemquynhonofficial.wordpress.com/blog/

Từ 6,5 đến 8,5 ppm: vùng này nói chung liên quan tới các proton nằm trên

-

http://daykemquynhon.ucoz.com

D

Đ ẠO

CH2 –Cl.

MỌI YÊU CẦU GỬI VỀ HỘP MAIL DAYKEMQUYNHONBUSINESS@GMAIL.COM HOTLINE : +84905779594 (MOBILE/ZALO)

proton về phía trường thấp trong vùng này như các nhóm – O – CH2 – O – ,Cl –

DẠY KÈM QUY NHƠN OFFICIAL ST&GT : Đ/C 1000B TRẦN HƯNG ĐẠO TP.QUY NHƠN

U

Y

nguyên tử C sp2 của liên kết đôi C = C trong alken (các proton vinyl) như C = C –

-

Từ 10 đến 50 ppm: hầu hết các dung môi thông thường được sử dụng trong phổ

NMR là CDCl3, xuất hiện ở dạng 3 pic có trung tâm ở 77 ppm. Nguyên tử carbon – 13 sp3 xuất hiện ở bên phải pic dung môi này. Các nhóm CH3 bị che chắn nhiều hơn nhóm CH2 và thường xuất hiện ở các giá trị ppm nhỏ hơn so với nhóm CH2.

Nhóm 2

Đóng góp PDF bởi GV. Nguyễn Thanh Tú

Page 39 www.facebook.com/daykemquynhonofficial www.facebook.com/boiduonghoahocquynhonofficial

https://twitter.com/daykemquynhon plus.google.com/+DạyKèmQuyNhơn

www.facebook.com/daykem.quynhon https://daykemquynhon.blogspot.com

Báo cáo phân tích công cụ 1

GVHD: Nguyễn Xuân Thị Diễm Trinh

Từ 35 đến 80 ppm: các nguyên tử âm điện gắn vào carbon gây nên sự chuyển

-

dịch về phía trường yếu hơn như tương tự như quan sát ở phổ proton NMR. Các nguyên tử C trong nhóm này bao gồm: - CH2 - Cl, - CH2 – Br, - CH2 – O. Nguyên

H

Ơ

Từ 110 đến 175 ppm: nhóm C = C trong alken và trong các hợp chất thơm xuất

-

N

tử C trong nhóm C  C xuất hiện ở vùng 65 đến 80 ppm.

N

hiện ở phía bên trái của pic CDCl3. Nguyên tử carbon – 13 xuất hiện ở trường thấp

Từ 160 đến 220 ppm: nhóm carbonyl xuất hiện ở phía xa nhất của phổ carbon –

-

H Ư

http://daykemquynhon.ucoz.com

N

Các pic C = O này có thể tất yếu và đôi khi có thể mất đi.

TR ẦN

VÍ DỤ GIẢI PHỔ NMR

Ví dụ 1: Hợp chất A (C4H7O2Br). Dựa vào dữ liệu phổ 1H, 13C –NMR hãy xác

D

IỄ N

Đ

ÀN

TO

ÁN

-L

Ý

-H

Ó

A

10 00

B

định công thức cấu tạo của A? Gọi tên A?

https://daykemquynhonofficial.wordpress.com/blog/

G

185 ppm), trong khi keton và aldehit xuất hiện ở vùng cao hơn (185 đến 220 ppm).

MỌI YÊU CẦU GỬI VỀ HỘP MAIL DAYKEMQUYNHONBUSINESS@GMAIL.COM HOTLINE : +84905779594 (MOBILE/ZALO)

Đ ẠO

13. Các nhóm C = O của este và acid carboxyl xuất hiện ở vùng thấp hơn (160 đến

DẠY KÈM QUY NHƠN OFFICIAL ST&GT : Đ/C 1000B TRẦN HƯNG ĐẠO TP.QUY NHƠN

TP

Nơi bồi dưỡng kiến thức Toán - Lý - Hóa cho học sinh cấp 2+3 / Diễn Đàn Toán - Lý - Hóa Quy Nhơn 1000B Trần Hưng Đạo Tp.Quy Nhơn Tỉnh Bình Định

.Q

alken và hợp chất thơm che phủ nhau và xuất hiện trong một vùng phổ.

U

Y

hơn nữa so với alken nhưng có một số trường hợp ngoại lệ và các pic carbon của cả

Nhóm 2

Đóng góp PDF bởi GV. Nguyễn Thanh Tú

Page 40 www.facebook.com/daykemquynhonofficial www.facebook.com/boiduonghoahocquynhonofficial

https://twitter.com/daykemquynhon plus.google.com/+DạyKèmQuyNhơn

www.facebook.com/daykem.quynhon https://daykemquynhon.blogspot.com

Báo cáo phân tích công cụ 1

GVHD: Nguyễn Xuân Thị Diễm Trinh

Hợp chất C4H7O2Br ta gọi là CnH2n-1O2Br sẽ chứa 1 liên kết

hoặc 1 vòng kín.

B

này sẽ che thành mũi ba.

Mũi ba ở

(2H,t): Tín hiệu của 2 proton của nhóm –CH2-

A



10 00

 Vậy trong phân tử của hợp chất A có mảnh:

-H

Ó

liên kết với nguyên tử có độ âm điện lớn (oxy hoặc Brom) và nhóm –CH2- (bị 2 proton của nhóm –CH2- này sẽ che thành mũi ba).

Mũi đơn ở

(3H,s): 3 Proton của nhóm –CH3 liên kết với

ÁN



-L

Ý

 Vậy trong phân tử của hợp chất A có mảnh: -O-CH2-CH2 hoặc Br-CH2-CH2

TO

Oxy hoặc Brom.  Vì đây là nhóm -CH3 nên trong phân tử của hợp chất A có mảnh: - O-CH3

https://daykemquynhonofficial.wordpress.com/blog/

liên kết với carbonyl (một nối đôi) và nhóm CH2 và bị 2 proton của nhóm –CH2-

DẠY KÈM QUY NHƠN OFFICIAL ST&GT : Đ/C 1000B TRẦN HƯNG ĐẠO TP.QUY NHƠN

(2H,t): Tín hiệu của 2 proton của nhóm –CH2-

Mũi ba ở

MỌI YÊU CẦU GỬI VỀ HỘP MAIL DAYKEMQUYNHONBUSINESS@GMAIL.COM HOTLINE : +84905779594 (MOBILE/ZALO)

H Ư



TR ẦN

http://daykemquynhon.ucoz.com

N

G

Đ ẠO

TP

Nơi bồi dưỡng kiến thức Toán - Lý - Hóa cho học sinh cấp 2+3 / Diễn Đàn Toán - Lý - Hóa Quy Nhơn 1000B Trần Hưng Đạo Tp.Quy Nhơn Tỉnh Bình Định

.Q

U

Y

N

H

Ơ

N

 Phổ 1H-NMR có ba tín hiệu mũi, dựa vào diện tích tích phân.

D

IỄ N

Đ

ÀN

 Phổ 13C-NMR có bốn tín hiệu mũi, tương ứng với 4 carbon trong hợp chất A.

Nhóm 2

Đóng góp PDF bởi GV. Nguyễn Thanh Tú

Page 41 www.facebook.com/daykemquynhonofficial www.facebook.com/boiduonghoahocquynhonofficial

https://twitter.com/daykemquynhon plus.google.com/+DạyKèmQuyNhơn

www.facebook.com/daykem.quynhon https://daykemquynhon.blogspot.com

Báo cáo phân tích công cụ 1

GVHD: Nguyễn Xuân Thị Diễm Trinh



Mũi ở



Mũi ở

: carbon của nhóm –OCH3



Mũi ở

: carbon của nhóm –CH2-C(=O)



Mũi ở

: carbon của nhóm –CH2-Br



TỪ CÁC DỮ LIỆU PHỔ 1H VÀ 13C – NMR, GHÉP CÁC MẢNH

N

Y

D

IỄ N

Đ

ÀN

TO

ÁN

-L

Ý

-H

Ó

A

10 00

B

1 vòng kín.

hoặc

https://daykemquynhonofficial.wordpress.com/blog/

TR ẦN

VÍ DỤ 2: Hợp chất A C6H12O2 gọi là CnH2nO2 có chứa 1 liên kết

MỌI YÊU CẦU GỬI VỀ HỘP MAIL DAYKEMQUYNHONBUSINESS@GMAIL.COM HOTLINE : +84905779594 (MOBILE/ZALO)

H Ư

http://daykemquynhon.ucoz.com

N

G

Đ ẠO

TP

bromopropionate

DẠY KÈM QUY NHƠN OFFICIAL ST&GT : Đ/C 1000B TRẦN HƯNG ĐẠO TP.QUY NHƠN

.Q

U

LẠI VỚI NHAU, KẾT LUẬN HỢP CHẤT A LÀ: Methyl – 3 – Nơi bồi dưỡng kiến thức Toán - Lý - Hóa cho học sinh cấp 2+3 / Diễn Đàn Toán - Lý - Hóa Quy Nhơn 1000B Trần Hưng Đạo Tp.Quy Nhơn Tỉnh Bình Định

H

Ơ

N

: carbon của nhóm carbonyl

 Phổ 1H-NMR có ba tín hiệu mũi, dựa vào diện tích tích phân Nhóm 2

Đóng góp PDF bởi GV. Nguyễn Thanh Tú

Page 42 www.facebook.com/daykemquynhonofficial www.facebook.com/boiduonghoahocquynhonofficial

https://twitter.com/daykemquynhon plus.google.com/+DạyKèmQuyNhơn

www.facebook.com/daykem.quynhon https://daykemquynhon.blogspot.com

Báo cáo phân tích công cụ 1 - Mũi ba ở

GVHD: Nguyễn Xuân Thị Diễm Trinh

(3H,t): Tín hiệu của 2 proton của nhóm –CH3- liên kết

với carbonyl (một nối đôi) và nhóm CH2 và bị 2 proton của nhóm –CH2- này sẽ che thành mũi ba.

Y

N

kết với nhóm CH2 và một nhóm –CH3- có mảnh -CH2-CH2-CH3.

- Mũi năm ở

TP

- Mũi đơn ở

G

(3H,s): Tín hiệu của 2 proton của nhóm –CH3- liên kết

N H Ư

http://daykemquynhon.ucoz.com

với carbonyl của ester có mảnh -CH3-(C=O).

 Phổ 13C-NMR có sáu tín hiệu mũi, tương ứng với 6 carbon trong hợp chất A.

TR ẦN

 Mũi ở

: carbon của nhóm carbonyl

 Mũi ở

B

: carbon liên kết với oxy

10 00

Vậy từ các dữ liệu phổ ta ghép các mảnh lại với nhau kết luận chất A là Butyl

-H

Ó

A

acetate

-L

Ý

VÍ DỤ 3: Hợp chất A (C3H6O). Dựa vào phổ 1H, 13C-NMR, hãy xác định công

D

IỄ N

Đ

ÀN

TO

ÁN

thức cấu tạo của A? Gọi tên A?

https://daykemquynhonofficial.wordpress.com/blog/

với nguyên tử oxy và nhóm CH2 có mảnh -O-CH2 -CH2-CH2-CH3 .

MỌI YÊU CẦU GỬI VỀ HỘP MAIL DAYKEMQUYNHONBUSINESS@GMAIL.COM HOTLINE : +84905779594 (MOBILE/ZALO)

(2H,t): Tín hiệu của 2 proton của nhóm –CH2- liên kết

Đ ẠO

- Mũi ba ở

DẠY KÈM QUY NHƠN OFFICIAL ST&GT : Đ/C 1000B TRẦN HƯNG ĐẠO TP.QUY NHƠN

.Q

U

(2H,quint): Tín hiệu của 2 proton của nhóm –CH2-

liên kết với hai nhóm CH2 có mảnh -CH2 -CH2-CH2-CH3 .

Nơi bồi dưỡng kiến thức Toán - Lý - Hóa cho học sinh cấp 2+3 / Diễn Đàn Toán - Lý - Hóa Quy Nhơn 1000B Trần Hưng Đạo Tp.Quy Nhơn Tỉnh Bình Định

Ơ

(2H,sext): Tín hiệu của 2 proton của nhóm –CH2- liên

H

- Mũi sáu ở

N

- Vậy trong phân tử của hợp chất A có mảnh: -CH2-CH3 .

Nhóm 2

Đóng góp PDF bởi GV. Nguyễn Thanh Tú

Page 43 www.facebook.com/daykemquynhonofficial www.facebook.com/boiduonghoahocquynhonofficial

https://twitter.com/daykemquynhon plus.google.com/+DạyKèmQuyNhơn

www.facebook.com/daykem.quynhon https://daykemquynhon.blogspot.com

GVHD: Nguyễn Xuân Thị Diễm Trinh

 Mũi đơn rộng ở

TR ẦN

(1H,brs): Tín hiệu của proton của nhóm –

OH-, phân tử có nguyên tử oxy. Có mảnh –OH Mũi ở

(2H): Tín hiệu của 2 proton của nhóm –CH2- liên

10 00

B

kết với nguyên tử oxy. Có mảnh –CH2–OH-.  Phổ 13C-NMR có ba tín hiệu mũi, ứng với 3 carbon trong phân tử  Mũi ở

A Ó

: Tín hiệu của proton C anken .

-L

Ý

 Mũi ở

-H

nguyên tử oxy.

: Tín hiệu của proton của nhóm –CH2- liên kết với

D

IỄ N

Đ

ÀN

TO

ÁN

Vậy từ các dữ liệu phổ ta ghép các mảnh lại với nhau kết luận chất A là 2-propenol

https://daykemquynhonofficial.wordpress.com/blog/

N

H Ư

http://daykemquynhon.ucoz.com

ứng với 6 proton trong phân tử lần lượt là 1:2:1:1:1.

G

 Phổ 1H-NMR có năm tín hiệu mũi, dựa vào diện tích tích phân tương

DẠY KÈM QUY NHƠN OFFICIAL ST&GT : Đ/C 1000B TRẦN HƯNG ĐẠO TP.QUY NHƠN

hoặc một vòng kín.

Hợp chất chứa 1 liên kết

MỌI YÊU CẦU GỬI VỀ HỘP MAIL DAYKEMQUYNHONBUSINESS@GMAIL.COM HOTLINE : +84905779594 (MOBILE/ZALO)

Đ ẠO

TP

Nơi bồi dưỡng kiến thức Toán - Lý - Hóa cho học sinh cấp 2+3 / Diễn Đàn Toán - Lý - Hóa Quy Nhơn 1000B Trần Hưng Đạo Tp.Quy Nhơn Tỉnh Bình Định

.Q

U

Y

N

H

Ơ

N

Báo cáo phân tích công cụ 1

ỨNG DỤNG NMR được sử dụng rộng rãi trong y học dưới dạng hình ảnh cộng hưởng từ .

NMR được sử dụng trong công nghiệp chủ yếu để phân tích thường xuyên các hóa chất. Kỹ thuật này cũng được sử dụng, ví dụ, để đo tỷ lệ giữa nước và chất

Nhóm 2

Đóng góp PDF bởi GV. Nguyễn Thanh Tú

Page 44 www.facebook.com/daykemquynhonofficial www.facebook.com/boiduonghoahocquynhonofficial

https://twitter.com/daykemquynhon plus.google.com/+DạyKèmQuyNhơn

www.facebook.com/daykem.quynhon https://daykemquynhon.blogspot.com

Báo cáo phân tích công cụ 1

GVHD: Nguyễn Xuân Thị Diễm Trinh

béo trong thực phẩm, theo dõi dòng chảy của chất lỏng ăn mòn trong đường ống, hoặc để nghiên cứu các cấu trúc phân tử như chất xúc tác.

MRI y tế Xem thêm: Chụp cộng hưởng từ Ứng dụng cộng hưởng từ hạt nhân

Ơ

H

đoán y tế và kính hiển vi cộng hưởng từ trong các thiết lập nghiên cứu. Tuy

N

được biết đến nhiều nhất với công chúng là hình ảnh cộng hưởng từ để chẩn

N

nhiên, nó cũng được sử dụng rộng rãi trong các nghiên cứu sinh hóa, đặc biệt là

TP

Nơi bồi dưỡng kiến thức Toán - Lý - Hóa cho học sinh cấp 2+3 / Diễn Đàn Toán - Lý - Hóa Quy Nhơn 1000B Trần Hưng Đạo Tp.Quy Nhơn Tỉnh Bình Định

.Q

phospho-31 NMR. Thông tin sinh hóa cũng có thể thu được từ mô sống (ví dụ u

Hóa học Bằng cách nghiên cứu các đỉnh của phổ cộng hưởng từ hạt nhân, các

http://daykemquynhon.ucoz.com

N

G

nhà hóa học có thể xác định cấu trúc của nhiều hợp chất. Nó có thể là một kỹ

H Ư

thuật rất chọn lọc, phân biệt giữa nhiều nguyên tử trong một phân tử hoặc tập

TR ẦN

hợp các phân tử cùng loại nhưng chỉ khác nhau về môi trường hóa học địa phương của chúng. Phổ NMR được sử dụng để xác định rõ ràng các hợp chất đã

B

biết và mới, và như vậy, thường được yêu cầu bởi các tạp chí khoa học để xác

10 00

nhận danh tính các hợp chất mới tổng hợp. Xem các bài viết về NMR carbon-13 và NMR proton để thảo luận chi tiết. Một nhà hóa học có thể xác định danh tính

Ó

A

của một hợp chất bằng cách so sánh tần số precession hạt nhân quan sát với tần

-H

số đã biết. Dữ liệu kết cấu khác có thể được làm sáng tỏ bằng cách quan sát khớp

Ý

nối spin-spin , một quá trình mà theo đó tần số precession của hạt nhân có thể bị

-L

ảnh hưởng bởi hướng quay của một hạt nhân được liên kết hóa học. Spin-spin

ÁN

khớp nối dễ dàng quan sát thấy trong NMR của hydro-1 ( 1 H NMR) vì sự

TO

phong phú tự nhiên của nó gần 100%. Vì thời gian cộng hưởng từ hạt nhân khá

https://daykemquynhonofficial.wordpress.com/blog/

Đ ẠO

hiển vi chuyển hóa NMR.

MỌI YÊU CẦU GỬI VỀ HỘP MAIL DAYKEMQUYNHONBUSINESS@GMAIL.COM HOTLINE : +84905779594 (MOBILE/ZALO)

não người ) với kỹ thuật được gọi là quang phổ cộng hưởng từ in vivo hoặc kính

DẠY KÈM QUY NHƠN OFFICIAL ST&GT : Đ/C 1000B TRẦN HƯNG ĐẠO TP.QUY NHƠN

U

Y

trong quang phổ NMR như NMR proton , NMR carbon-13 , NMN deuterium và

D

IỄ N

Đ

ÀN

chậm, so với các phương pháp phổ khác, việc thay đổi nhiệt độ của thí nghiệm T 2 * cũng có thể cung cấp thông tin về phản ứng nhanh, chẳng hạn như sắp xếp lại Cope hoặc về động lực cấu trúc, chẳng hạn như đổ vòng trong cyclohexane . Ở nhiệt độ đủ thấp, sự phân biệt có thể được thực hiện giữa các hydrogens dọc trục và xích đạo trong cyclohexan. Một ví dụ về cộng hưởng từ hạt nhân được sử dụng trong việc xác định cấu trúc là của buckminsterfullerene (thường được gọi là "buckyball", thành phần C 60 ). Dạng cacbon nổi tiếng hiện nay có 60 nguyên

Nhóm 2

Đóng góp PDF bởi GV. Nguyễn Thanh Tú

Page 45 www.facebook.com/daykemquynhonofficial www.facebook.com/boiduonghoahocquynhonofficial

https://twitter.com/daykemquynhon plus.google.com/+DạyKèmQuyNhơn

www.facebook.com/daykem.quynhon https://daykemquynhon.blogspot.com

Báo cáo phân tích công cụ 1

GVHD: Nguyễn Xuân Thị Diễm Trinh

tử cacbon tạo thành một hình cầu. Các nguyên tử cacbon là tất cả trong môi trường giống hệt nhau và vì vậy sẽ thấy cùng một trường H bên trong . Thật không may, buckminsterfullerene không chứa hydro và 13 C cộng hưởng từ hạt

Ơ

H

carbon-13 không phải là đồng vị chung của carbon (không giống như hydro, ở

N

nhân phải được sử dụng. 13 C quang phổ yêu cầu thời gian mua lại lâu hơn vì

N

đâu 1 H là đồng vị chung). Tuy nhiên, vào năm 1990, quang phổ thu được bởi R.

G

Sách các phương pháp phân tích vật lý và hóa học ( Nguyễn Đình Triệu năm

N

-

H Ư

2001)

TR ẦN

- https://vi.scribd.com/document/233610537/Idoc-vn-Phuong-Phap-Phan-TichPho-Nmr

B

- https://vi.scribd.com/document/288909814/TIM-HI%E1%BB%82U-

10 00

V%E1%BB%80-PH%C6%AF%C6%A0NG-PHAP-PH%E1%BB%94C%E1%BB%98NG-H%C6%AF%E1%BB%9ENG-T%E1%BB%AA-

Ó

A

H%E1%BA%A0T-NHAN-NMR

-H

- https://vi.scribd.com/document/71520236/BAI-T%E1%BA%ACP-NMR-1

proton

-L

Ý

- https://vi.scribd.com/document/243108823/189360471-ph%E1%BB%95-

ÁN

- https://vi.scribd.com/document/351355020/L%C3%BD-thuy%E1%BA%BFt-

%C4%90%E1%BA%A1i-c%C6%B0%C6%A1ng-v%E1%BB%81s%E1%BA%AFc-k%C3%BD-khi

D

IỄ N

Đ

ÀN

TO

va-th%E1%BB%B1c-hanh-phan-tich-ph%E1%BB%95-1H-NMR-13C-NMR-

https://daykemquynhonofficial.wordpress.com/blog/

Thị Đà, GS,TS. Nguyễn Hữu Đình năm 2007)

MỌI YÊU CẦU GỬI VỀ HỘP MAIL DAYKEMQUYNHONBUSINESS@GMAIL.COM HOTLINE : +84905779594 (MOBILE/ZALO)

Đ ẠO

Sách phức chất phương pháp tổng hợp và nghiên cứu cấu trúc (PGS,TS. Trần

-

DẠY KÈM QUY NHƠN OFFICIAL ST&GT : Đ/C 1000B TRẦN HƯNG ĐẠO TP.QUY NHƠN

TÀI LIỆU THAM KHẢO

http://daykemquynhon.ucoz.com

.Q

TP

Nơi bồi dưỡng kiến thức Toán - Lý - Hóa cho học sinh cấp 2+3 / Diễn Đàn Toán - Lý - Hóa Quy Nhơn 1000B Trần Hưng Đạo Tp.Quy Nhơn Tỉnh Bình Định

đỉnh đơn, xác nhận cấu trúc bất thường của buckminsterfullerene.

U

Y

Taylor và các đồng nghiệp tại Đại học Sussex và được tìm thấy có chứa một

Nhóm 2

Đóng góp PDF bởi GV. Nguyễn Thanh Tú

Page 46 www.facebook.com/daykemquynhonofficial www.facebook.com/boiduonghoahocquynhonofficial