Константа на спин-спиново взаимодействие:

Ако разгледаш червените и сините протони, и двата са свързани с този въглерод, а при тази двойна връзка тук имаме различни групи, свързани към двойната връзка. Тъй като няма въртене около двойната връзка, червените и сините протони са свързани с различно обкръжение, следователно те НЕ СА химически еквивалентни. Щом тези протони не са еквивалентни, те могат да образуват двойка? а понеже това става при един и същ въглерод, наричаме това геминално взаимодействие, geminal coupling значи това е геминално взаимодействие. Геминално означава, че двата протона са при един и същ въглерод и взаимодействието може да произтече, така че тези протони са достатъчно близко, за да си влияят един на друг. Първо да разгледаме ЯМР спектър без спин-спиново взаимодействие, така че можем да очакваме един сигнал от синия протон и един сигнал за червения протон. Това е спектърът без взаимодействие, но ние знаем, че магнитният момент на червения протон може да се обърне или по посока на външното магнитно поле или обратно на външното магнитно поле, което води до това, че сигналът за този син протон се разделя на две. Ако дойда тук долу, тук действително има дублет за сигнала на синия протон. Същото се отнася и за синия протон. Магнитният момент може да е с посока или успоредно на външното магнитно поле, или обратно на него, което разделя сигнала за червения протон в дублет и така имаме две линии за сигнала на червения протон. Показах това много по-подробно във видеото за спин-спиновото взаимодействие. В това видео ни интересува повече въпроса за константата на спин-спиново взаимодействие. Константата на спиново взаимодействие се отнася за разстоянието между пиковете в сигнала. Ако разглеждаме разстоянието между двата пика на този сигнал, това е константата на взаимодействие, като константата на взаимодействие е еднаква за тези два сигнала, защото тези протони се разцепват един на друг, те си взаимодействат. Константата на спин-спиново взаимодействие се измерва в херци, като тази тук е 1,4 Hz. Ако това е 1,4 Hz тук, тя трябва да е 1,4 Hz и тук, защото тези протони се разцепват взаимно. Причината да използваме херци е, че това е една и съща константа на взаимодействие, независимо от ЯМР апарата, който се използва. Няма значение каква е операционната честота на апарата. Винаги получаваме една и съща константа на взаимодействие. Ако разгледаме една действителна ЯМР спектограма, ето тук съм увеличил един действителен ЯМР спектър. Сигналът за червения протон е ето тук, а сигналът за синия протон е ето тук. Когато разглеждаме спектъра с взаимодействие между протоните, ние просто допускаме, че височините на двата пика са еднакви. Но когато разглеждаме действителен ЯМР спектър, те не са еднакви. Този тук е малко по-висок, и ако поставим стрелка, насочена към по-високия връх, тази стрелка сочи към сигнала на протона, който предизвиква разцепването. Така че тази стрелка е надясно, като това е къде намираме сигнала за червения протон, който предизвиква разцепването на синия протон. Дублетът е насочен към протона, с който си взаимодейства този протон. Същото се отнася и за този сигнал. Този пик е малко по-висок, поставям стрелка, насочена към по-високия връх, и дублетът сочи към протона, който го е разцепил. И така получаваш тази ситуация с дублетите, когато те изглеждат като покрив. Можеш да оприличиш това на покрив над тях. Понякога като разглеждаш това в някой ЯМР спектър си представи стрелка, която сочи към протона, с който си взаимодейства. Понякога това може да ти помогне да разбереш какво се случва в твоя ЯМР спектър. Сега да разгледаме друг пример за константата на спин-спиново взаимодействие. Да разгледаме тази молекула. Ще се фокусираме на етиловата група. Този въглерод тук има два протона, за които ще очакваме един сигнал. Този въглерод ето тук има три протона, за които ще очакваме друг сигнал. Да разгледаме протоните в синьо. Колко съседни протона имаме? Протоните в синьо са свързани с този въглерод, а съседният въглерод е ето този. Колко съседи? Един, два, три; три съседни протона. n е равно на три. Като използваме правилото n +1 очакваме n + 1 пика. Три плюс едно е равно на четири. Значи ще очакваме сигнал с четири пика, очакваме квартет. Ще го нарисувам ето тук. Очакваме квартет за този сигнал. Ето това трябва да видим в ЯМР спектъра. Сега да разгледаме червените протони. Колко съседни протони имат те? Всички са свързани с този въглерод. Съседният въглерод е тук. Имаме два протона при съседния въглерод. Имаме два съседа. n е равно на две. Очакваме 2 + 1 пика, значи три пика или триплет. Да видим дали мога да нарисувам триплет. Това е сигналът за тези протони. Тъй като сините и червените протони се разцепват взаимно, константата на спин-спиново взаимодействие трябва да е еднаква. Разстоянието между пиковете трябва да бъде еднакво. То е седем херца. Това разстояние е седем херца. Същото се отнася и за това разстояние. Ще се престоря, че всички са еднакви. Същото е и тук. Константа на спин-спиново взаимодействие 7 херца. Същото е и за този сигнал, нали? Това разстояние е 7 херца, както и това разстояние. Надявам се, че това ти даде представа за константата на спин-спиново взаимодействие, която е необходима при по-сложни спектри, каквито ще разглеждаме в следващото видео.