Page 172 - Chimie organique - cours de Pau 2- Brigitte Jamart

Chapitre 6 ■ La détermination des structures

b) La courbe intégrale
Dans un spectre de RMN, l'aire comprise sous les pics est proportionnelle au nombre de protons
concernés dans la molécule; on peut donc non seulement caractériser les divers « types » d'atomes
d'hydrogène, mais encore dénombrer ceux de chaque type.
La courbe «en escalier» de la figure 6.9, dont le tracé (de gauche à droite) est obtenu automati-
quement, correspond à l'intégration continue des aires incluses sous les pics. La distance verticale
h entre les deux premiers paliers horizontaux est proportionnelle à la surface du pic C, donc au
nombre de protons qui entrent en résonance à la fréquence v,. De même h, est proportionnel au
nombre de protons résonnant à la fréquence v3 eth, à celui des protons résonnant à la fréquence v,.
Si l'aire du pic C la plus petite, est prise pour unité, les aires des pics B et A valent respectivement
1,5 et 4,5. Le nombre d'hydrogènes dans un site étant nécessairement entier, les pics C, B et A
correspondent donc respectivement à 2, 3 et 9 hydrogènes, ou aux produits de ces nombres par un
même entier.
Il arrive que la résonance des hydrogènes d'un même site se traduise non par un pic unique mais par
un groupe de deux ou plusieurs pics (cf., par exemple, la figure 6.11 ). En ce cas, c'est la somme des
aires de ces pics qui est proportionnelle au nombre d'hydrogènes concernés. Dans ce cas également le
déplacement chimique correspond au milieu du massif.

'Question 6.H
Combien les composés suivants possèdent-ils de pics de résonance ? Quel est le rapport des
intensités (aires) de ces pics?
a) C(CH,), b)CICH,OCH,

c) Le couplage des spins
Très souvent, la résonance de protons pourtant équivalents se manifeste non par un pic unique mais
par un groupe de pics, à des fréquences proches: doublet (deux pics), triplet (trois pics), quadruplet
(quatre pics)..., multiplet (nombreux pics). Un exemple en est donné par le spectre du composé
CI,CH CO,CH,CH, (fig. 6.11), où apparait un triplet pour la résonance du groupe CH,, et
un quadruplet pour celle du groupe CH, ; par contre la résonance du proton du groupe CI,CH ne donne
qu'un pic (c'est-à-dire un « singulet »). Pour comprendre l'origine et la signification de cette multipli-
cation des pics de résonance, il faut approfondir un peul' analyse des « effets d'environnement » qui p

modifient localement, au niveau d'un proton ou d'un groupe de protons particulier, le champ magné- § 6.6.2.a
tique appliqué.
Si les protons observés voisinent avec un seul proton qui ne leur est pas équivalent, au moment où
se produit la résonance, le spin de cet autre proton peut être soit parallèle, soit antiparallèle au champ
magnétique. Ces protons peuvent donc se trouver dans deux environnements différents et, de ce fait,
résonner à des fréquences légèrement différentes. Statistiquement, dans la collection de molécules
que constitue un échantillon de matière, il y a sensiblement le même nombre de molécules correspon-
dant à ces deux situations et on observe donc, pour les protons étudiés, deux pics proches, d'égale
intensité, situés de part et d'autre de la fréquence normale de résonance de ces protons et correspon-
dant à un doublet.

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