TS Thème 5 : les molécules SPC Chap 3 : La spectroscopie de RMN

TS
Thème 5 : les molécules
Chap 3 : La spectroscopie de RMN
Ex 2 p230
Corrigé
Ex 4p231
1. On observe deux signaux.
2. Les deux signaux observés ont pour déplacement chimique 8,1 et 3,7 ppm.
3. D'après le doc 10 p226, il s'agit de l'hydrogène
Ex 5 p231
Ex11 p233
SPC
Ex12 p233
1.
2. La hauteur totale des paliers de la courbe d’intégration est h t = 1,9 cm environ. On mesure ensuite chaque palier:
hbleu = 0,5 cm ; hvert = 0,7 cm ; hmagenta = 0,7 cm.
Sachant que l’ester comporte 8 atomes d’hydrogène, on calcule pour chaque signal nbre de H = hsignal / ht * 8
Les résultats sont regroupés dans le tableau suivant:
Les deux esters en accord avec la multiplicité, l’intégration et la formule brute sont :
4. Plus un groupe de protons est proche d’un atome très électronégatif, plus le signal associé aura un déplacement
chimique élevé. Le quadruplet correspond au signal le plus à gauche du spectre: cela suggère que le groupe de protons
-CH2- auquel il est associé est à proximité de l’atome d’oxygène. Il s’agit fort probablement du spectre de l’ester (b).
Ex13 p233
On ne prends pas en compte les atomes d'H portés par l'atome d'azote N (hors pg)
A priori, la molécule CH3-CH2-CO-NH2 devrait former un triplet et un quadruplet.
La molécule CH3-CO-NH-CH3 devrait former deux singulets.
L’espèce dans le flacon est donc l’amide CH 3-CH2-CO-NH2.
Les paliers d'intégration confirment cette analyse.
Ex19 p235
1. Deux signaux différents.
2. signal 1 : 3H ; signal 2 : 9H
3. signal 1 : singulet ; signal 2 : singulet
4. Un singulet de hauteur relative 1 avec un déplacement chimique élevé.
Un singulet de hauteur relative 3 avec un déplacement chimique plus faible.
Objectif-bac 30p239
1. La molécule possède un groupe ester. Elle appartient à la famille des esters.
2. Le chromatogramme montre trois taches après élution pour le dépôt correspondant au milieu réactionnel. Une de ces
taches montre que l’espèce A a bien été formée. En revanche, il reste de l’acide carboxylique (réactif), ainsi que d’autres
impuretés. L’étudiant a raison d’isoler et de purifier le produit.
3. Le spectre IR du produit purifié montre :
- une bande moyenne vers 2900cm-1, caractéristique des vibrations des liaisons C-H (il ne peut s’agir de la bande
associée à la vibration de la liaison O-H d’un acide carboxylique, qui serait beaucoup plus large) ;
- une bande intense vers 1700cm-1, caractéristique de la vibration de la liaison C=O d’un ester
- une bande vers 1200cm-1, caractéristique de la vibration de la liaison C=O d’un ester.
En conclusion, on n'observe pas de bandes caractéristiques de l'acide carboxylique, la purification a donc été a priori
efficace.
4.
- Signal à δ=1,5 ppm : 3H
- Signal à δ=2,4 ppm: 3H
- Signal à δ=3 ppm : 2H
- Signal à δ= 4,2 ppm : 2H
- Signal à δ= 7,4 ppm : 4H
remarque : Il est également possible d’utiliser directement les valeurs de l’intégration précisées sur le spectre !
5. Notons (a), (b), (c), (d) et (e) les différents groupes de protons équivalents :
6. La CCM permet de s’assurer rapidement si le produit obtenu est pur ou non. La spectroscopie IR indique si la fonction
présente est bien celle attendue. La RMN confirme la structure de la molécule (enchaînement des atomes de carbone). Ces
techniques sont complémentaires.
Objectif-bac 32p241
1. Les 9 atomes d’hydrogène du 2-iodo-2-méthylpropane sont équivalents et conduiraient à un spectre de RMN avec un
unique signal, d’intégration 9H. L’espèce formée ne peut pas être le 2-iodo-2-méthylpropane car le spectre [b] présente
plusieurs signaux.
2. Les signaux apparaissant sur les spectres du 1-bromobutane [a] et de l’espèce iodée [b] sont analogues : ils ont la même
multiplicité, la même intégration et le même déplacement chimique, sauf pour le triplet d’intégration 2H qui est déplacé
de 3,5 ppm (1-bromobutane) à 3,1 ppm (espèce iodée). On en conclut que l’espèce iodée formée est le 1-iodobutane, qui
présente la même chaîne carbonée que le 1-bromobutane. Le décalage du triplet vers des déplacements chimiques plus
faibles s’explique par la substitution de l’atome de brome par l’atome d’iode, d’électronégativité plus faible.
3.
Le précipité est NaBr(s)
4.
- D’après la question 1, le signal (a) correspond au groupe -CH2- lié à l’atome d’iode.
- Les protons du groupe méthyle terminal -CH3 sont à l’origine du signal d’intégration 3H : le signal (d).
- Les deux signaux restants correspondent aux groupes -CH2- : le déplacement chimique est d’autant plus élevé que
l’atome de carbone porteur est proche de l’atome I, très électronégatif.
- Le quintuplet à 1,8 ppm correspond aux atomes d’hydrogène notés Hb. Ces 2 atomes d’hydrogène équivalents ont quatre
voisins : les deux atomes d’hydrogène équivalents notés H c, et les deux atomes d’hydrogène équivalents notés Ha.
5. Voir question 2.