18.1 : ЯМР-спектроскопия производных бензола

Простой незамещенный бензол имеет шесть ароматических протонов, все химически эквивалентные. Следовательно, бензол демонстрирует только синглетный пик при δ 7,3 м.д. в спектре ЯМР ^1Н. Наблюдаемый сдвиг находится далеко в слабом поле, поскольку ток ароматического кольца сильно экранирует протоны. Любое замещение в бензольном кольце делает ароматические протоны неэквивалентными, и протоны расщепляют друг друга. Таким образом, пик больше не является синглетом, а характер расщепления и связанные с ним константы связи зависят от степени замещения в кольце. Природа заместителей бензольного кольца либо увеличивает, либо уменьшает значения химического сдвига протона кольца. Кроме того, электроноакцепторный заместитель смещает химический сдвиг протона дальше в слабое поле, в то время как электронодонорная группа перемещает сигнал в сильное поле. Монозамещенный бензол имеет более сложный спектр ЯМР ^1H в ароматической области из-за нескольких расщеплений между протонами на соседних атомах углерода, а также связи между протонами, которые имеют более одной связи C–C в кольцевой системе. Двузамещенное кольцо демонстрирует типичную структуру дуплета, если заместители кольца имеют пара-отношение.

В спектроскопии ЯМР ^13С ароматические атомы углерода демонстрируют сигналы в диапазоне δ 110–160. Замещенный бензол имеет шесть пиков, соответствующих шести неэквивалентным наборам протонов. Степень сдвига сигнала зависит от типа заместителей в кольце. Четвертичный кольцевой углерод показывает самые высокие сдвиги по сравнению с другими кольцевыми атомами углерода. Бензильные и алкильные атомы углерода заместителей наблюдаются в области сильного поля.