16.3 : RMN de protones lábiles: Resolución Temporal

Los protones unidos a heteroátomos como el nitrógeno y el oxígeno presentan distintos valores de desplazamiento químico. Esto se debe al grado variable de unión de hidrógeno entre el protón y el heteroátomo en otras moléculas. El grado de unión de hidrógeno afecta la densidad electrónica alrededor del protón, lo que da lugar a distintos valores de desplazamiento químico para los protones en el espectro de RMN de protones.

El protón –OH en los alcoholes suele aparecer en el rango de δ 2 a 5 ppm, pero puede variar según el alcohol específico y las condiciones. Este protón –OH experimenta un intercambio rápido de protones con otras moléculas y se lo denomina protón lábil. Por lo tanto, el valor δ exacto del protón –OH y el acoplamiento espín-espín que involucra al protón –OH y los otros protones en el alcohol dependen de la tasa de intercambio del protón –OH. La tasa de intercambio de protones, a su vez, depende de múltiples factores, incluida la pureza de la muestra de alcohol, la temperatura y el solvente.

Figura 1. El triplete de un protón –OH en el espectro de RMN de protones del etanol puro.

Por ejemplo, el intercambio de protones –OH en una muestra de etanol seco puro es muy lento en la escala de tiempo de RMN, lo que da tiempo suficiente para el acoplamiento espín-espín. En consecuencia, como se muestra en la Figura 1, el espectro de RMN de protones del etanol seco puro muestra un triplete para el protón –OH debido al acoplamiento espín-espín con protones de metileno adyacentes. Los protones de metileno se ven como un multiplete debido al acoplamiento con el protón –OH y los protones de metilo.

La presencia de trazas de un ácido o una base aumenta la tasa de intercambio de protones. El intercambio de protones se vuelve rápido y el espectrómetro de RMN solo registra un promedio de todos los entornos posibles para el protón –OH.

Figura 2. El singlete ancho de un protón –OH en el espectro de RMN de protones del etanol puro.

Como resultado, como se registra en la Figura 2, el protón –OH presenta un singlete ancho. Los protones del grupo metileno adyacente presentan un cuarteto donde la división es causada únicamente por el grupo metilo adyacente.