Por Fred Decker
Actualizado el 30 de agosto de 2022
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Los químicos orgánicos se basan en la espectroscopia de resonancia magnética nuclear (RMN) para investigar la estructura de las moléculas orgánicas examinando los núcleos de hidrógeno y carbono. El espectro resultante muestra una serie de picos, cada uno de los cuales corresponde a un entorno magnético distinto en la molécula. Al medir el espacio entre estos picos, los químicos extraen la constante de acoplamiento J, un parámetro clave que revela cómo están conectados los átomos.
El espectro registra la frecuencia de resonancia de cada núcleo en relación con el campo magnético del espectrómetro. Los picos aparecen en cambios químicos específicos, expresados en partes por millón (ppm). Para una molécula que contenga un carbono y tres hidrógenos, se observarían cuatro picos. Los grupos de picos se denominan multipletes y su multiplicidad se describe tradicionalmente con términos simples:dobletes, tripletes, cuatrillizos, etc. Sin embargo, los multipletes complejos pueden estar compuestos de multipletes más pequeños superpuestos, por lo que es esencial una inspección cuidadosa del espaciado.
Aunque los cambios químicos se informan en ppm, las constantes J se expresan en hercios (Hz). Para convertir, multiplique el valor de ppm por la frecuencia de funcionamiento del espectrómetro (en hercios) y divídalo por un millón. Por ejemplo, en un instrumento de 400 MHz, un desplazamiento de 1,262 ppm corresponde a:
1.262 ppm × 400 000 000 Hz ÷ 1 000 000 = 504.84 Hz
Repita este cálculo para cada pico del multiplete.
En un doblete, los dos picos están espaciados uniformemente. Resta el valor de frecuencia más baja del más alto para obtener J. Por ejemplo, si el segundo pico es 502,68 Hz, entonces:
J = 504.84 Hz – 502.68 Hz = 2.16 Hz
Para tripletes, cuatrillizos y multipletes más grandes, se aplica el mismo espaciado a todos los picos adyacentes, por lo que es necesario calcular J solo una vez.
Cuando un multiplete es en realidad una superposición de multipletes más pequeños, como un doblete de dobletes, se deben determinar las constantes de acoplamiento tanto entre pares como entre pares. Un método simple es restar el tercer pico del primero y el cuarto pico del segundo, luego promediar los dos resultados para obtener el J mayor. La precisión típica del espectrómetro es ±0,1 Hz, por lo que se aceptan variaciones menores.
Para un doblete de tripletes, los tripletes internos comparten el mismo J pequeño. Elija cualquier pico en el primer triplete y reste el pico correspondiente en el segundo triplete para encontrar el J más grande. Repita este método para multipletes de orden superior según sea necesario.
