Спектроскопия ядерного магнитного резонанса (ЯМР)

1.7.2. Спектроскопия ядерного магнитного резонанса (ЯМР)

Величины химических сдвигов [8] [9] протонов, в особенности присоединённых к атомам углерода гетероциклических систем, могут служить мерой электронной плотности в данном конкретном положении: смещение сигналов в низкие поля соответствует меньшей электронной плотности на атоме углерода. Например, в спектре Н¹ ЯМР пиридина в наиболее слабых полях расположен сигнал, соответствующий α-протону (табл. 1.5), в более сильных — сигнал, соответствующий γ-протону и, наконец, в наиболее сильных — сигнал, соответствующий β-протону.

Аналогичная картина наблюдается и в спектре ¹³C-ЯМР (табл. 1.6). Кроме того, имеет значение индуктивный эффект гетероатома: например, атом водорода, связанный с γ-атомом углерода, резонирует в более слабых полях, чем атом водорода, связанный с γ-атомом углерода; аналогично в случае фурана α-протон резонирует в более слабых полях, чем β-протон. Протон в α-положении катиона пирилия резонирует в самых слабых полях. В случае электроно-избыточных систем ситуация совершенно противоположная: протоны таких гетероциклических систем, как, например, пиррол, резонируют в существенно более сильных полях.

Константы спин-спинового взаимодействия 1,2-связанных (орто-расположенных) протонов существенно варьируются в зависимости от типа гетероциклического соединения. Обычно в шестичленных гетероциклических системах константы уменьшаются по мере приближения к гетероатому. В пятичленных гетероциклических системах значения констант спин-спинового взаимодействия обычно невелики, однако и в этом случае сохраняется упомянутая выше тенденция. Исключение составляют тиофены, в которых проявляется влияние большого радиуса атома серы. Величина константы спин-спинового взаимодействия отражает степень двоесвязности (фиксации связи) связи C–C.

Использование спектроскопии ¹⁵N-ЯМР в некоторых случаях бывает чрезвычайно важным для исследования азотсодержащих гетероциклических систем; так, например, этот метод позволяет оценить гибридизацию атома азота [10].

Глава 1

• 1. Строение и спектральные характеристики ароматических гетероциклических соединений
• 1.1. Карбоциклические ароматические системы
• 1.1.1. Строение бензола и нафталина
• 1.1.2. Энергия ароматического резонанса
• 1.2. Строение шестичленных гетероароматических соединений
• 1.2.1. Строение пиридина
• 1.2.2. Строение диазинов
• 1.2.3. Строение катиона пиридиния и родственных систем
• 1.2.4. Строение пиридонов и пиронов
• 1.3. Строение пятичленных гетероароматических систем
• 1.3.1. Строение пиррола
• 1.3.2. Строение тиофена и фурана
• 1.3.3. Строение азолов
• 1.4. Строение бициклических гетероароматических соединений
• 1.5. Таутомерия гетероциклических систем
• 1.6. Мезоионные соединения
• 1.7. Некоторые спектральные свойства гетероароматических соединений
• 1.7.1. УФ-спектроскопия и спектроскопия видимой области (электронная спектроскопия)
• 1.7.2. Спектроскопия ядерного магнитного резонанса (ЯМР)

Дополнительно:

• Предисловие
• Введение
• Используемые сокращения