Los químicos orgánicos usan una técnica llamada espectroscopía de resonancia magnética nuclear, o RMN para abreviar, para analizar moléculas orgánicas basadas en hidrógeno y carbono. Los resultados de la prueba en un gráfico engañosamente simple muestran un pico para cada átomo en la molécula. Definir la relación entre ellos, la constante de acoplamiento J, permite a los investigadores determinar la composición de la muestra.
El gráfico de RMN
El gráfico de RMN mide la ubicación de cada ion según cómo resuena dentro del espectroscopio campo magnético. La resonancia se muestra como una serie de picos. Cada pico en el gráfico corresponde a un elemento en la molécula, por lo que una molécula que contiene un átomo de carbono y tres átomos de hidrógeno muestra cuatro picos. Cada agrupación de picos se conoce generalmente como un multiplete, pero también tienen nombres específicos determinados por el número de picos. Aquellos con dos picos se llaman duplets, aquellos con tres picos son trillizos y así sucesivamente. Algunos son más complicados: cuatro picos pueden ser un cuadruplete o un doble de duplets. La diferencia es que todos los picos dentro de un cuadruplete tienen el mismo espaciado, mientras que un doble de duplets mostraría dos pares de picos con un espaciado diferente entre el segundo y el tercer picos. Lo mismo es cierto para cuatrillizos y otros multipletes: los picos dentro de un multiplete dado tienen el mismo espaciado relativo. Si el espaciado varía entre ellos, tiene una agrupación de multipletes más pequeños en lugar de uno grande.
Conversión de picos a Hertz
Los picos se miden en partes por millón, que, en este contexto, significa millonésimas de la frecuencia operativa del espectrógrafo, pero las constantes J se expresan en hercios, por lo que deberá convertir los picos antes de determinar el valor de J. Para ello, multiplique las ppm por la frecuencia del espectrógrafo en hercios y luego divida por millón. Si su valor fue de 1.262 ppm, por ejemplo, y su espectrógrafo funcionó a 400 MHz o 400 millones de hercios, esto le da un valor de 504.84 para el primer pico.
Al llegar a J En un Duplet
Repita ese cálculo para cada pico en el multiplete y anote los valores correspondientes. Hay calculadoras en línea para acelerar ese proceso, o puede usar una hoja de cálculo o una calculadora física si lo prefiere. Para calcular J para un duplet, simplemente resta el valor inferior del superior. Si el segundo pico da como resultado un valor de 502.68, por ejemplo, el valor para J sería 2.02 Hz. Los picos dentro de un triplete o cuadruplete tienen el mismo espaciado, por lo que solo tendrá que calcular este valor una vez.
J En Multiplets más complejos
En multipletes más complejos, como un duplet de duplets, necesita calcular una pequeña constante de acoplamiento dentro de cada par de picos y una más grande entre los pares de picos. Hay un par de formas de llegar a la constante más grande, pero la más simple es restar el tercer pico del primero y el cuarto pico del segundo. El espectrógrafo generalmente tiene un margen de error que es más o menos 0.1 Hz, así que no se preocupe si los números varían levemente. Promedie los dos para llegar a la constante más grande para este ejemplo específico.
En un dúplex de trillizos, se aplica el mismo razonamiento. La constante más pequeña entre los tres picos es idéntica, dentro del margen de error del espectrógrafo, por lo que puede calcular J eligiendo cualquier pico en el primer triplete y restando el valor del pico correspondiente en el segundo triplete. En otras palabras, puede restar el valor del pico 4 del valor del pico 1, o el valor del pico 5 del valor del pico 2, para llegar a la constante más grande. Repita según sea necesario para multipletes más grandes, hasta que haya calculado J para cada conjunto de picos.
