¿Es simplemente porque la H se disocia instantáneamente por lo que es un protón con cero blindaje?
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devstuff
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Muchos protones $\ce{-OH}$ y $\ce{-NH2}$ tienen desplazamientos característicos. Sin embargo, sus rangos característicos tienden a ser mucho más amplios que los de los protones $\ce{C-H}$.
Por ejemplo, los desplazamientos químicos ($\delta$) del alcohol varían aproximadamente entre 1-5 ppm, mientras que los fenoles oscilan entre 4-8 ppm y los protones de ácidos carboxílicos están alrededor de 10-13 ppm. Los rangos tienen un ancho de 3-5 ppm, mientras que los rangos similares para los grupos $\ce{C-H}$ tienen un ancho de 1-2 ppm. Aminas y amidas están algo intermedios en cuanto al ancho de los rangos. Por lo tanto, decir que no son característicos es una descripción no útil de la situación real.
La siguiente pregunta (implícita) es ¿por qué los rangos son más amplios para estos grupos?
El desplazamiento químico es una medida de la densidad electrónica cerca del protón que se está midiendo. El momento magnético de los electrones 'protege' al protón del imán externo, cambiando la cantidad de energía requerida para la transición cuántica mecánica del núcleo alineado con el campo frente al opuesto. Normalmente, consideramos que la densidad electrónica es un reflejo de los arreglos de enlace. Sin embargo, para los protones $\ce{-OH}$ y $\ce{-NH2}$, el enlace de hidrógeno es común. Por lo tanto, muchas veces grupos funcionales cercanos o el disolvente de RMN también contribuyen a la densidad electrónica, aumentando la variabilidad del desplazamiento químico observado de un caso a otro.
Finalmente, en algunos casos el enlace de hidrógeno está cambiando dinámicamente de forma lenta en comparación con la escala de tiempo de RMN. En estos casos se observarán picos muy anchos. Por ejemplo, el agua en $\ce{DMSO-d6}$ (un disolvente de alta viscosidad) ocurre alrededor de 3.3 ppm. En botellas muy antiguas del disolvente (con mucha agua absorbida atmosféricamente), he observado este pico con un ancho de hasta 1.5 ppm de línea base a línea base, siempre con un pico en 3.3 ppm. Sin embargo, en $\ce{CDCl3}$ el agua tiende a tener un pico bastante agudo en 1.5 ppm (presumiblemente debido a la limitada solubilidad del agua).
adambox
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Los protones lábiles, como alcoholes y aminas, tienen protones que intercambian con otros protones lábiles (típicamente agua), y lo que se observa en el espectro de RMN es un desplazamiento químico promedio para estas especies. La posición real dependerá de las concentraciones relativas de las especies en intercambio, y las tasas de intercambio.
Si consideras dos protones en un intercambio muy lento (o nulo), observarás dos picos independientes. Dos protones que intercambian tan rápido que no puedes decir si un protón está unido a una molécula u otra aparecerán como un único pico promediado, con un desplazamiento químico en un promedio distribuido por la población de esos dos picos en intercambio. Para los protones que intercambian a una velocidad intermedia, los picos se ensanchan y su desplazamiento químico se mueve hacia el pico con el que están intercambiando.
Por lo tanto, alcoholes, aminas, amidas en muchos disolventes comunes tendrán picos que parecen amplios o que se han fusionado con el pico residual de agua. Por ejemplo, el pico normal de agua residual en cloroformo se encuentra a 1.6. A medida que aumenta la señal de protones lábiles en la muestra, ya sea por más agua o alcoholes, etc., el desplazamiento del agua residual se desplaza lentamente hacia un desplazamiento químico más alto. Inicialmente, el agua y otros picos lábiles aparecerán como picos separados, pero ampliados. A medida que aumenta la concentración de estos, los picos se ensanchan más y se mueven juntos. A una concentración infinita de picos lábiles intercambiando con agua, el pico aparecerá a 4.7 ppm.
Si excluyes toda el agua de tu muestra, y otros caminos de intercambio, estos picos tendrán desplazamientos químicos muy característicos, al igual que otros protones.
