Résonance magnétique nucléaire Principe de la spectroscopie RMN du proton: notion de déplacement chimique du proton, couplage spinspin, constante de couplage, intégration. 1. Principe : interaction moment magnétique / champ magnétique 1.1. Description du noyau 1.2. Moment cinétique, moment magnétique o moment cinétique quantifié o moment magnétique quantifié 1.3. Effet d’un champ magnétique sur les noyaux 1H o o o o les moments magnétiques « s’alignent » sur le champ 2 sens possibles énergie des états, écart entre les niveaux d’énergie généralisation : 2I+1 niveaux d’énergie 1.4. Transition entre les 2 niveaux : la RMN o quelle onde électromagnétique ? o problème de la population : choix de 1H : « le proton » o mise en œuvre : le champ magnétique : intense et uniforme l’onde électromagnétique : émission, détection, traitement de l’information. l’échantillon, le solvant. Conclusion : sous l’effet du champ Bapp, tous les protons résonnent à la même fréquence. ?? Mais… 1/3 2. Déplacement chimique 2.1. Réaction du nuage électronique : blindage - déblindage o réaction du nuage électronique à l’installation du champ Bapp o zones de blindage, zones de déblindage 2.2. Comment chiffrer le blindage / déblindage o o o déplacement chimique définition, unité c’est un coefficient de déblindage ne dépend pas de Bapp choix de la référence : le TMS (faut-il en mettre ?) allure d’un spectre RMN 2.3. Déplacement chimique et environnement moléculaire o cas des hydrocarbures : alcènes, alcynes, aromatiques, aromatiques substitués…une spire matérialisée o électronégativité des atomes liés o groupes proches non liés o liaison hydrogène 2.4. Courbe d’intégration. o o protons magnétiquement équivalents (isochrones). exemples. Conclusion : sous l’effet de Bapp et de Bnuage, tous les protons magnétiquement équivalents devraient résonner en un seul pic, dont l’aire est proportionnelle au nombre de protons, et dont le nous informe sur l’environnement. !! Mais…on peut aller encore plus loin dans l’étude du spectre 2/3 3. Couplage spin-spin. En plus de Bapp et de Bnuage<< Bapp: effet des noyaux voisins << Bnuage # se propage à travers les liaisons # effet symétrique # entre protons équivalents : ne se voit pas 3.1. Exemple : couplage AX o dédoublement des raies o constante de couplage : indépendante de B pour une « géographie » donnée JAX = JXA 3.2. Couplage AmXp o nombre de raies, hauteurs relatives o intérêt d’un appareil à champ fort : « démêle » les signaux 3.3. Couplage AMmXp o exemple AMX o généralisation Conclusion : en plus de l’information sur l’environnement électronique (particularités du squelette carboné, hétéroatomes) on a des informations sur les H portés par les C voisins : isomérie !!!! Effet de toît H qui ne couplent pas : si leur « n’est pas clair » (OH, NH2…) Signaux qui disparaissent dans l’eau lourde : acides 3/3