16.2 : ¹H NMR de Moléculas Conformacionalmente Flexíveis: NMR de temperatura variável

Os prótons axiais e equatoriais no cicloexano podem ser distinguidos realizando um experimento de NMR de temperatura variável. Neste processo, exceto por um próton, os onze prótons restantes são substituídos por deutério. A substituição de deutério evita a possível divisão de pico causada pelo acoplamento spin-spin entre os prótons adjacentes. O próton restante alterna entre as posições axial e equatorial.

Figura 1. O espectro dependentes da temperatura de NMR de prótons do cicloexano

A Figura 1 descreve o espectro de NMR de prótons da amostra com substituição por deutério, registrado em várias temperaturas. À temperatura ambiente, a rápida inversão do anel do cicloexano resulta em um único pico agudo. À medida que a temperatura é reduzida para −60 °C, a taxa de interconversão cadeira-cadeira se reduz, resultando no alargamento do pico.

A redução adicional da temperatura alarga o pico, formando uma sela que se divide em dois picos. Ao atingir uma temperatura inferior a −89 °C, dois picos nítidos e bem resolvidos, correspondentes aos prótons equatoriais e axiais, são formados. Os picos correspondentes aos prótons equatoriais e axiais ocorrem em δ 1,62 e 1,14, respectivamente. Em temperaturas tão baixas, a taxa de interconversão cadeira-cadeira é reduzida significativamente, permitindo a detecção dos dois conjuntos distintos de prótons na escala de tempo da NMR.