1

المرجع الالكتروني للمعلوماتية

علم الكيمياء

تاريخ الكيمياء والعلماء المشاهير

التحاضير والتجارب الكيميائية

المخاطر والوقاية في الكيمياء

اخرى

مقالات متنوعة في علم الكيمياء

كيمياء عامة

الكيمياء التحليلية

مواضيع عامة في الكيمياء التحليلية

التحليل النوعي والكمي

التحليل الآلي (الطيفي)

طرق الفصل والتنقية

الكيمياء الحياتية

مواضيع عامة في الكيمياء الحياتية

الكاربوهيدرات

الاحماض الامينية والبروتينات

الانزيمات

الدهون

الاحماض النووية

الفيتامينات والمرافقات الانزيمية

الهرمونات

الكيمياء العضوية

مواضيع عامة في الكيمياء العضوية

الهايدروكاربونات

المركبات الوسطية وميكانيكيات التفاعلات العضوية

التشخيص العضوي

تجارب وتفاعلات في الكيمياء العضوية

الكيمياء الفيزيائية

مواضيع عامة في الكيمياء الفيزيائية

الكيمياء الحرارية

حركية التفاعلات الكيميائية

الكيمياء الكهربائية

الكيمياء اللاعضوية

مواضيع عامة في الكيمياء اللاعضوية

الجدول الدوري وخواص العناصر

نظريات التآصر الكيميائي

كيمياء العناصر الانتقالية ومركباتها المعقدة

مواضيع اخرى في الكيمياء

كيمياء النانو

الكيمياء السريرية

الكيمياء الطبية والدوائية

كيمياء الاغذية والنواتج الطبيعية

الكيمياء الجنائية

الكيمياء الصناعية

البترو كيمياويات

الكيمياء الخضراء

كيمياء البيئة

كيمياء البوليمرات

مواضيع عامة في الكيمياء الصناعية

الكيمياء الاشعاعية والنووية

علم الكيمياء : الكيمياء العضوية : مواضيع عامة في الكيمياء العضوية :

Exchange of acidic protons is revealed in proton NMR spectra

المؤلف:  Jonathan Clayden , Nick Greeves , Stuart Warren

المصدر:  ORGANIC CHEMISTRY

الجزء والصفحة:  ص283-285

2025-05-20

25

Compounds with very polar groups often dissolve best in water. NMR spectra are usually run in CDCl3, but heavy water, D2O, is an excellent NMR solvent. Here are some results in that medium.

Glycine is expected to exist as a zwitterion (Chapter 8, p. 167). It has a 2H signal (green) for the CH2 between the two functional groups, which would do for either form. The 3H signal at 4.90 ppm (orange) might suggest the NH3+ group, but wait a moment before making up your mind.

The aminothiol salt has the CMe2 and CH2 groups about where we would expect them (brown and green), but the SH and NH3 + protons appear as one 4H signal.

The double salt of EDTA has several curious features. The two (green) CH2 groups in the middle are fine, but the other four CH2 (brown) groups all appear identical, as do all the pro tons on both the CO2H and NH3+ groups.

The best clue to why this is so comes from the strange coincidence of the chemical shifts of the OH, NH, and SH protons in these molecules. They are all the same within experimental error: 4.90 ppm for glycine, 4.80 ppm for the aminothiol, and 4.84 ppm for EDTA. In fact, all correspond to the same species: HOD, or monodeuterated water. Exchange between XH (where X=O, N, or S) protons is extremely fast, and the solvent, D2O, supplies a vast excess of exchangeable deuteriums. These immediately replace all the OH, NH, and SH protons in the molecules with D, forming HOD in the process. Recall that we do not see signals for deuterium atoms (that’s why deuterated solvents are used). They have their own spectra at a different frequency.

The same sort of exchange between OH or NH protons with each other or with traces of water in the sample means that the OH and NH peaks in most spectra in CDCl3 are rather broader than the peaks for CH protons. Two questions remain. First, can we tell whether glycine is a zwitterion in water or not? Not really: the spectra fi t either or an equilibrium between both—other evidence leads us to expect the zwitterion in water. Second, why are all four CH2CO groups in EDTA the same? This we can answer. As well as the equilibrium exchanging the CO2H protons with the sol vent, there will be an equally fast equilibrium exchanging protons between CO2D and CO2 −. This makes all four ‘arms’ of EDTA the same. You should leave this section with an important chemical principle firmly established in your mind.

●Proton exchange between heteroatoms is fast

Proton exchange between heteroatoms, particularly O, N, and S, is a very fast process in comparison with other chemical reactions, and often leads to averaged peaks in the 1H NMR spectrum.

 

EN