18.1: Espectroscopia de RMN de derivados del benceno

El benceno simple no sustituido tiene seis protones aromáticos, todos químicamente equivalentes. Por lo tanto, el benceno exhibe solo un pico singlete a δ 7,3 ppm en el espectro de RMN ^1H. El cambio observado se produce muy hacia abajo porque la corriente del anillo aromático desprotege fuertemente a los protones. Cualquier sustitución en el anillo de benceno hace que los protones aromáticos no sean equivalentes y los protones se dividan entre sí. Por lo tanto, el pico ya no es un singlete y el patrón de división y sus constantes de acoplamiento asociadas dependen del grado de sustitución en el anillo. La naturaleza de los sustituyentes en el anillo de benceno aumenta o disminuye los valores de desplazamiento químico del protón del anillo. Además, un sustituyente aceptor de electrones mueve el desplazamiento químico del protón más hacia abajo, mientras que un grupo donador de electrones mueve la señal hacia arriba. El benceno monosustituido tiene un espectro de RMN ^1H más complejo en la región aromática debido a varias divisiones entre protones en carbonos adyacentes, así como al acoplamiento entre protones que son más de un enlace C-C en el sistema de anillos. Un anillo disustituido muestra un patrón doblete típico si los sustituyentes del anillo tienen una relación para.

En la espectroscopia de RMN de ^13C, los carbonos aromáticos exhiben señales entre δ 110-160. El benceno sustituido presenta seis picos correspondientes a seis conjuntos de protones no equivalentes. El alcance del desplazamiento de la señal depende del tipo de sustituyentes del anillo. Un carbono de anillo cuaternario muestra los mayores cambios en comparación con otros carbonos de anillo. Los carbonos bencílicos y alquilo de los sustituyentes se observan en la región del campo superior.

Los protones de benceno producen un singlete de alrededor de 7,3 ppm. Los sustituyentes influyen en la división y desplazan la señal campo abajo o campo arriba, dependiendo de la naturaleza del sustituyente.

Para ilustrarlo, considere el 1-bromo-4-etilbenceno con cuatro conjuntos de protones no equivalentes.

El sustituyente más electronegativo, el bromo, desprotege a los dos protones ortoprónicos equivalentes, produciendo una señal muy abajo.

Los protones ortogonales al sustituyente electropositivo tienen desplazamientos químicos ligeramente inferiores. Ambas señales aparecen como dobletes debido a la interacción con el protón adyacente.

El patrón de división observado es típico de la sustitución para.

Una señal de cuarteto de campo arriba surge del acoplamiento de protones bencílicos con tres protones metilo.

El pico del triplete del campo superior representa protones de metilo, divididos por dos protones bencílicos adyacentes.

Los seis conjuntos no equivalentes de carbonos exhiben seis señales características de ¹³C.

El pico con el mayor cambio químico surge del anillo cuaternario de carbono unido al grupo alquilo.

El pico, alrededor de 120 ppm, representa el anillo cuaternario, el carbono, unido al bromo.

Otras señales de campo descendente indican los carbonos de anillo no sustituidos, mientras que las señales de campo ascendente representan carbonos bencílicos y alquilados.