RMN - Integração e desdobramento de sinal
Summary
TLDRThis video continues the study of nuclear magnetic resonance (NMR), focusing on signal integration and splitting. The video explains how NMR spectra can distinguish different types of protons in a molecule and how the area under each peak relates to the number of protons. Using benzyl acetate as an example, the process of normalizing and interpreting signal data is demonstrated. The concept of spin-spin coupling and the n+1 rule are also introduced, showing how adjacent protons affect signal splitting. The video aims to deepen the understanding of NMR spectroscopy, preparing viewers for the next topic: coupling constants.
Takeaways
- 😀 The video continues the study of nuclear magnetic resonance (NMR) with a focus on integration and signal splitting.
- 📊 NMR spectra can distinguish different types of protons in a molecule, showing how many different hydrogen types are present.
- 🔬 The position of each NMR signal indicates how shielded or deshielded a hydrogen nucleus is, based on factors like resonance effects and proximity to electron-withdrawing groups.
- 🔢 The area under each peak in the NMR spectrum is proportional to the number of hydrogens generating that peak, which can be quantified using data analysis software.
- 🧮 In the case of benzyl acetate, the integrated values of the signals are normalized and rounded to represent the number of protons in each group, resulting in 5 protons for group C, 2 for group B, and 3 for group A.
- 📈 Signal splitting in NMR is caused by spin-spin coupling, where adjacent protons influence each other's magnetic environment, resulting in the splitting of peaks.
- 📐 The rule of 'n + 1' is used to predict the number of peaks in a signal, where n is the number of equivalent protons adjacent to a given proton, and the multiplicity reflects the number of peaks.
- 🧪 Spin-spin coupling effects are typically observed between protons separated by no more than three sigma bonds.
- 🛠 In specific examples, the hydrogen atoms in a molecule like 1,2-dichloroethane form a triplet and doublet due to the n + 1 rule, demonstrating the splitting pattern.
- 📚 The next video will cover the concept of coupling constants and provide more practice problems involving NMR spectroscopy.
Q & A
What is the purpose of the video?
-The video continues the discussion on nuclear magnetic resonance (NMR) spectroscopy, focusing on the concepts of signal integration and signal splitting (multiplicity).
What was covered in the previous video?
-The previous video explained the concepts of proton shielding and chemical shift in NMR spectroscopy.
What information can NMR spectra provide about a molecule?
-NMR spectra can distinguish different types of protons in a molecule, indicate their chemical environments, and show the number of protons through signal integration. It also provides insight into the splitting of signals caused by neighboring protons.
How does the integration of NMR signals help in understanding the structure of a molecule?
-The area under each NMR peak is proportional to the number of protons responsible for that peak. By normalizing the integration values, the exact number of protons in each environment can be determined.
What are the integration values for benzyl acetate in the video, and how are they normalized?
-The integration values for benzyl acetate are 57.19, 23.1, and 35.4. These values are normalized by dividing by the smallest value (23.1), resulting in 2.5 for group C, 1 for group B, and 1.5 for group A. These values are then multiplied by two to give the final proton counts of 5, 2, and 3 for groups C, B, and A, respectively.
What does signal splitting in NMR represent?
-Signal splitting (or multiplicity) in NMR occurs due to interactions between a proton and adjacent protons through spin-spin coupling, revealing the number of protons on neighboring atoms.
What is the n+1 rule in NMR spectroscopy?
-The n+1 rule states that a proton with 'n' equivalent neighboring protons will split into n+1 peaks. For example, a proton adjacent to two equivalent protons will produce a triplet (2+1=3).
How is signal splitting observed in the 1,2-dichloroethane molecule?
-In 1,2-dichloroethane, the proton A generates a triplet due to interaction with the two equivalent protons B (n=2, so n+1=3), and the protons B generate a doublet due to the single proton A (n=1, so n+1=2).
Why are there five peaks observed in the high-resolution NMR spectrum of dichloromethane?
-In the high-resolution NMR spectrum of dichloromethane, five peaks are observed due to the splitting of signals caused by the spin-spin coupling between protons. The proton A is split into a triplet (n=2, n+1=3), and the protons B are split into a doublet (n=1, n+1=2), resulting in multiple peaks.
What happens in the NMR spectrum of tert-butyl methyl ether regarding signal splitting?
-In tert-butyl methyl ether, no signal splitting is observed because the protons in group A are separated from the protons in group B by more than three sigma bonds, which prevents coupling and results in singlets.
Outlines
📚 Introduction to NMR and Video Series Overview
The video begins by welcoming viewers to a continuation of the Nuclear Magnetic Resonance (NMR) study series. It encourages viewers to like, subscribe, and follow the channel for updates. The video transitions into a brief recap of previous topics, such as proton shielding and chemical shift. The focus of this segment will be on signal integration and splitting, demonstrated using the benzyl acetate molecule. It highlights that the NMR spectrum helps distinguish between different proton environments and shows how many different types of hydrogen atoms are present in the molecule.
🧪 Analyzing Proton Groups and Signal Integration
This section delves deeper into the NMR spectrum of benzyl acetate, explaining how signals correspond to different proton groups (labeled A, B, C, D, E) in the molecule. The position of each signal reveals how shielded or deshielded the hydrogen nucleus is due to factors like resonance and proximity to electron-withdrawing groups. It further explains that the area under each peak is proportional to the number of hydrogens responsible for that signal, introducing the concept of signal integration. Normalization and multiplication processes help to calculate the actual number of protons for each group, confirming the presence of 10 protons in the molecule.
🔬 Understanding Signal Splitting (Spin-Spin Coupling)
The video introduces the concept of signal splitting, which results from the spin-spin coupling effect caused by the magnetic fields of neighboring protons. This effect is transferred via bonds and is typically seen when protons are separated by three bonds or fewer. The N+1 rule is used to predict the splitting pattern, where 'N' is the number of equivalent protons on adjacent carbons. This segment explains how the hydrogen atom in one environment interacts with neighboring hydrogens, leading to the formation of multiplets such as doublets, triplets, and so on.
🧩 Applying the N+1 Rule to Molecules
Using the benzyl acetate molecule as an example, this section applies the N+1 rule. For the protons in group A (with two neighboring protons), the signal splits into three peaks (triplet). For the protons in group B (with one neighboring proton), the signal splits into two peaks (doublet). The explanation extends to more complex molecules like 2-nitropropane and tert-butyl methyl ether, showing different splitting patterns based on proton interactions and distances. The section wraps up with a preview of upcoming topics, including coupling constants and practical applications of NMR.
Mindmap
Keywords
💡Nuclear Magnetic Resonance (NMR)
💡Chemical Shift
💡Signal Splitting
💡Integration
💡Multiplicity
💡Benzyl Acetate
💡Shielding and Deshielding
💡Acetate
💡Spin-Spin Coupling
💡Proton Equivalence
Highlights
Introduction to the video topic: Continuation of studies on nuclear magnetic resonance (NMR).
Explanation of the concepts of proton shielding and chemical shift covered in the previous video.
Introduction of new topics: signal integration and signal splitting in NMR.
Analysis of benzyl acetate molecule using NMR to distinguish different types of protons.
Explanation of how the number of signals in the NMR spectrum indicates different types of hydrogen atoms present in the molecule.
Detailed analysis of the benzyl acetate NMR spectrum, focusing on equivalent groups and their chemical environments.
Description of how the area under each peak is proportional to the number of hydrogens generating that peak.
Introduction of the concept of normalization of integrated values in NMR analysis.
Steps to normalize the values and interpret the results for the benzyl acetate molecule.
Explanation of signal intensity and how it relates to the number of hydrogens of the same type in the molecule.
Introduction to the phenomenon of signal splitting in NMR, caused by spin-spin coupling.
Explanation of the n+1 rule used to predict the splitting pattern in NMR spectra.
Application of the n+1 rule to analyze the spectrum of 1,2-dichloroethane and other molecules.
Interpretation of the NMR spectrum of 2-nitropropane and explanation of the resulting doublet and septet patterns.
Discussion of when signal splitting is not observed, using tert-butyl methyl ether as an example, due to the separation of protons by more than three sigma bonds.
Transcripts
o Olá seja bem-vindo e bem-vindo ao que
fácil no vídeo de hoje nós daremos
continuidade aos nossos estudos sobre
ressonância magnética nuclear se você
gostar do vídeo não se esqueça de deixar
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sociais isso ajuda muito na divulgação e
crescimento do canal e se você ainda não
é inscrito aproveita para se inscrever e
ativar o Sininho para não perder nenhuma
notificação do vídeo anterior Nós
aprendemos os conceitos de blindagem de
prótons e deslocamento químico e agora
entenderemos o conceito de integração e
desdobramento de sinal e para isso vamos
observar a molécula de acetato de
benzila nós já Vimos que o espectro de
rmn Pode distinguir os diferentes tipos
de próton em uma molécula ou seja quais
prótons estão em um mesmo ambiente
químico assim o número de sinais mostre
quantos tipos diferentes de hidrogênio
estão presentes na molécula no caso do
acetato de benzila podemos observar
cinco grupos equivalentes a b c
Ah não então no primeiro né para
facilitar a análise Vamos considerar os
próprios CD e é como equivalentes a
posição de cada sinal nos diz como
núcleo do hidrogênio está bem dado ou
respingado E isso se deve a fatores que
já vimos no vídeo anterior como efeito
de ressonância ou proximidade com grupos
retiradores de densidade eletrônica mas
Além disso um espectro de rmn também
pode nos mostrar quantos prótons de cada
tipo estão contidos na molécula a área
sobre cada pico é proporcional ao número
de hidrogênios que geram esse pico
quando realizamos uma análise por rmn
podemos pedir ao programa de análise de
dados que integra e cada sinal assim ele
nos forneceram valor para cada sinal
obtido no caso do acetato de benzila os
valores são seguintes 57.19 23.1 e 35.4
Pois é o próximo passo é normalizar
esses valores
e eles pelo menor valor integrado no
caso 23.1 assim obteremos valores 2.5
para os prótons do grupo C 1 para os
prótons do grupo B e um e-mail para os
prótons do grupo A mas é claro que o
número de prótons deve ser um número
inteiro assim podemos multiplicar os
valores encontrados por dois seguindo
esse procedimento temos que o sinal de
ser corresponde a 5 prótons o sinal b a
dois prótons e o sinal de ar a três
prontos totalizando dez prótons que de
fato tempo da molécula de acetato de
benzila até agora já aprendemos que o
número de sinais nos mostre quantos
tipos diferentes de hidrogênio estão
presentes na molécula a localização
desses sinais demonstre quanto próton
está blindado ou desligado já a
intensidade do sinal indica o número de
hidrogênios do mesmo tipo fala agora
entendermos o fenom
o pagamento de sinal o desligamento do
sinal mostra o número de hidrogênios dos
átomos adjacentes sendo assim uma ótima
ferramenta para elucidarmos a estrutura
dos compostos podemos perceber que mesmo
em moléculas simples cada tipo de próton
raramente gera um único pico de
ressonância por exemplo um, um vírgula
dois tricoline TAM há dois tipos de
hidrogênios quimicamente distintos o
hidrogênio a e os hidrogênios B com base
em tudo que já vimos Podemos prever que
haverá um Sinal mais distante ao tms
referente ao próprio mais 10 blindado
neste caso o próprio mar que deverá
apresentar integral igual a um pois
trata-se de apenas um hidrogênio e o
outro sinal mais próximo tms referente
aos hidrogênios do grupo B que apresenta
integral igual a 2 mas na prática não é
exatamente isso que é observado na
realidade o espectro de rmn de alta
resolução desse
e tem cinco Picos um grupo de três Picos
que chamamos de tripleto em 5.77 PM e um
grupo de dois Picos chamados de do
boleto em 3,95 PPM Mas por que isso
acontece
o desabamento de sinal é causado pelo
efeito dos Campos magnéticos dos prótons
sobre os átomos vizinhos que é
proveniente de um fenômeno chamado
acoplamento Spin Spin os efeitos
acoplamento Spin são transferidos
principalmente por meio de elétrons das
ligações e normalmente são observados e
os prótons estão separados por no máximo
três ligações cima Esse fenômeno pode
ser explicado empiricamente pela regra
conhecida como em mais um cada tipo de
prótons sente o número de prótons
equivalentes um átomo de carbono próximo
ao qual está ligado e seu pico de
ressonância é então dividido em animais
um componente onde é é o número de
prótons equivalentes ligados aos
carbonos adjacentes e o número de Picos
em um sinal é chamado de multiplicidade
como singleto do preto tri Preto etc
e vamos entender melhor analisando de
perto a mesma molécula utilizando a
regra do n + 1 e tendo em igual a dois
pois temos dois prótons B quivalente
teremos desdobramento do sinal de ar em
três outros sinais chamado The Three
preto já que 2 + 1 = 3 já os dois
estrogênios equivalentes B enxergam
apenas o hidrogênio a assim é igual a um
e o sinal é desdobrado em dois ou seja
em um do boleto daí a origem do espectro
que observamos
e agora vamos interpretar o espectro do
2-nitropropano temos 6 prótons
equivalentes em rosa e chamaremos de
grupo esses prótons a copa não apenas
com outro próprio logo em é igual a um
portanto teremos um dublê tu tchau
trocam B enxerga outros 6 prótons
equivalentes portanto teremos n = 6
então observaremos um septeto agora
vamos observar o éter terc-butil
metílico podemos separar os prótons em
grupos A e B mas não observamos
desdobramentos do sinal Porque os
prótons a estão separados dos prótons B
por mais de três ligações sigmas assim
anos os sinais serão sem luz no próximo
vídeo nos entenderemos o conceito de
constante de acoplamento e resolveremos
várias questões envolvendo a técnica de
ressonância magnética nuclear
bom então é isso e até mais
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