corrigé

TP n°7 : Spectres RMN (corrigé)
I.
Principe physique de la RMN
1. Le phénomène de RMN implique le noyau (les protons précisément) de certains atomes.
2. C’est un champ magnétique qui est utilisé pour observer le phénomène de RMN.
3. Les spectres RMN du noyau d’hydrogène sont privilégiés pour l’étude des molécules organiques car celles-ci
sont essentiellement composées de carbone et d’hydrogène.
4. La fréquence de résonnance d’un proton est perturbée par son environnement chimique.
II.
Analyses de spectres RMN du proton
II.1. Etude des signaux de résonance (première analyse)
1. Tableau complété :
Molécule
Nombre de pics
dans le spectre
RMN
Formule semi-développée
Méthane
1
CH4
Ethanoate de méthyle
2
Méthanoate de
méthyle
2
Propanone
1
Chlorométhane
1
Bromométhane
1
Formule topologique
Cl
Br
2. Il faut que ces protons résonnent à des fréquences identiques afin d’avoir qu’un seul signal car à une
fréquence de résonnance est associée un signal de déplacement chimique donné.
3. Il en est de même pour la propanone, le chlorométhane et le bromométhane.
4. Voir tableau précédent.
On observe autant de signaux qu’il y a de groupes de protons équivalents.
5. Si les protons H ont le même environnement chimique, ils ont la même fréquence de résonnance, donc le
même déplacement chimique.
6. La présence d’un élément électronégatif perturbe la vibration des protons l’environnant. Plus l’élément est
électronégatif, plus les protons voisins vibrent avec une grande fréquence de résonance, ce qui implique un
plus grand déplacement chimique δ.
7. C’est un groupe de protons qui a le même environnement chimique : il vibre pareillement, et qui a par
conséquent le même déplacement chimique δ.
II.2. Etude de la courbe d’intégration (seconde analyse)
Ex : Spectre RMN de l’éthanoate de méthyle, avec courbe d'intégration :
Ex : Spectre RMN du méthanoate de méthyle, avec courbe d'intégration :
8. Tableau complété ci-dessous.
9. Tableau complété ci-dessous.
10. Ajout des formules semi-développées, des groupes de protons équivalents.
éthanoate de méthyle
2
Pic de faible
Pic de plus grand
déplacement
déplacement
Nombre de pics
Valeur du saut
d’intégration
35,8
Rapport entre les
valeurs des sauts
d’intégration
Nombre de protons
équivalents
responsables du pic
36,9
méthanoate de méthyle
2
Pic de faible
Pic de plus grand
déplacement
déplacement
24,2
1
3
7,8
3
3
3
1
Plus il y a de protons équivalents dans un groupe et plus le saut d’intégration est important.
11. Le saut d’intégration nous permet de déterminer les proportions de protons équivalents dans les différents
groupes.
II.3. Etude de la multiplicité des signaux (troisième analyse)
12. Déplacements chimiques :
4,1 ppm
2,0 ppm
1,3 ppm
13. Le signal à 4,1 ppm peut être attribué aux noyaux des atomes d’hydrogène b car ce groupe contient le plus
faible nombre de protons (2 protons, en l’occurrence).
14. Groupes d’atomes H voisins :
15. Le pic à 2,0 ppm est attribué au groupe « a » d’atomes H. En effet, ces atomes n’ont pas de voisins. Il génère
un singulet. On en déduit que le groupe d’atomes responsables du signal à 1,3 ppm est le groupe « c ».
16. Conclusion : multiplicité d’un signal
Groupes d’atomes H
«a»
«b»
«c»
Déplacement chimique (ppm)
2,0 ppm
4,1 ppm
1,3 ppm
Nb de pics dans le signal
1
4
3
Nombre d’atomes H
équivalents voisins
0
3
2
Règle des (n+1)-uplets : si un groupe d’atomes possède « n » voisins, c’est qu’il possède « n+1 » pics dans le
signal de ce noyau.

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