Page 173 - Chimie organique - cours de Pau 2- Brigitte Jamart

Partie 1 ■ Chimie organique générale

Si les protons observés voisinent avec deux autres protons qui ne leur sont pas équivalents, chacun
de ceux-ci peut avoir son spin parallèle ou antiparallèle au champ magnétique. Il existe donc quatre
combinaisons, ou quatre situations, possibles :

H
H k
{M

En fait, les deux situations du centre sont équivalentes, et correspondent à une non-modification du
champ, car les influences des deux spins se compensent. Ces quatre configurations ont à peu près la
même probabilité d'exister, de sorte que statistiquement, dans une collection de molécules, la moitié
est dans la situation centrale et un quart se trouve dans chacune des situations extrêmes. La résonance
des protons observés se traduit donc par trois pics proches, celui du centre ayant une intensité (aire)
double de celle des deux autres ; en outre, ce pic central se trouve à la fréquence normale de résonance
de ces protons, il s'agit là d'un triplet.

'ouesion 6.1
Par un raisonnement analogue, déterminez le nombre de pics observés, et leurs intensités rela-
tives, lorsque les protons observés voisinent avec trois protons qui ne leur sont pas équivalents
(dénombrez toutes les combinaisons possibles pour l'orientation des spins de ces trois protons,
et regroupez celles qui sont équivalentes).

Dans le cas où les protons observés voisinent avec trois autres protons qui ne leur sont pas équiva-
lents, un raisonnement analogue (voir réponse à la question 6.1 et fig.6.10) montre que leur spectre de
résonance comporte quatre pics proches équidistants, dont les intensités relatives sont entre elles
comme les nombres 1,3,3 et 1 correspondant à un quadruplet.
D'une façon générale, si un groupe de protons équivalents voisine avec n protons qui ne leur sont
pas équivalents mais qui sont équivalents entre eux, leur spectre de résonance comporte (n + 1) pics.
Les intensités relatives de ces pics sont entre elles comme les coefficients du polynôme (a + b)
(1 : 2: 1 pour n = 2; 1 : 3: 3: 1 pour n = 3; 1 : 4: 6: 4: 1 pour n =4,etc.).

La multiplicité des pics ne dépend donc pas du nombre des protons qui résonnent, mais de
± pic unique c'est parce qu'il n'a pas d'H voisin proche; si le groupe CH, donne un triplet, ce
celui de leurs voisins. Dans le spectre de la figure 6.11, si le groupe Cl CH ne donne qu'un
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n'est pas parce qu'il comporte trois H mais parce qu'il a pour voisin un groupe CH, (appli-
cation de la « règle (n + l) », avec n = 2).

En cas de voisinage avec deux groupes de protons équivalents, les effets produits sont additifs.
Ainsi, pour le composé CH, CHCI CH,, la résonance du groupe CH, qui voisine avec six H
équivalents, correspond à un groupe de sept pics (intensité 1 ), cependant que la résonance des
groupes CH, se traduit par un doublet (intensité 6).

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