Alcanes

De nombreuses prévisions des déplacements chimiques des carbones des alcanes ont été proposées.

Nous retenons ici une formulation assez simple (relativement à d'autres...), qui a l'avantage d'exprimer quantitativement des comportements signalés précédemment. Cette règle incrémentielle est construite autour du déplacement chimique de base des alcanes : celui du méthane dont le carbone résonne à -2.3 ppm.

Le déplacement chimique d'un carbone i dans un alcane linéaire peut être estimé à l'aide de la relation suivante

dans laquelle

  • j représente la position relative d'un carbone de l'alcane vis à vis du carbone i, tel que position   (directement lié), (une liaison plus loin), (une liaison encore plus loin), etc.

  • des incréments spécifiques pour chacune de ses positions qu'il a lieu de multiplié par le nombre de carbone de même nature

  • des corrections stériques à utiliser pour les alcanes ramifiés.

Les incréments sont d'utilisation simple : il suffit de rajouter les contributions suivantes par carbone de chaque type présent...

Comme nous l'avions déjà remarqué, la nature du carbone est la base d'organisation des déplacements chimiques pour un environnement donné.

  • Ainsi un incrément de "+10 ppm" (en fait 9,1 ppm) est bien à prévoir pour suivre la diminution de l'hydrogénation du carbone quand on passe des aux C non hydrogénés.

  • Moins évident mais effectif, un incrément important (+9,4 ppm) accompagne l'ajout de carbone (suppression d'hydrogène !) en .

  • Inattendu mais à connaître, un effet négatif en , (-2,5 ppm) connu sous ce nom d' "effet ". Il s'agit d'un effet direct à travers l'espace dû à la répulsion entre des hydrogènes désormais voisins (pseudo-cycle à 6 atomes) et dont le nuage électronique est déplacé vers le carbone et le blinde (voir plus loin). Les corrections stériques sont complémentaires de cet effet. Vous noterez (voir ci-dessous) qu'ils sont tous négatifs et croissent avec l'encombrement des noyaux voisins.

Les corrections stériques pour les alcanes ramifiés, les termes , sont un peu plus complexes.

Ils représentent des corrections intégrant des compressions stériques du carbone étudié. Ils dépendent de la nature du carbone étudié (I, II, III ou IV , c'est-à-dire primaire, secondaire, tertiaire ou quaternaire ou encore , , ou ) et de la nature (I, II, III ou IV c'est-à-dire primaire, secondaire, tertiaire ou quaternaire ou encore , , ou ) des carbones qui lui sont directement liés.

-1,1

-3,4

-2,5

-7,5

-3,7

-9,5

-15,0

-1,5

-8,4

-15,0

-25,0

En d'autres termes, si vous avez un alcane ramifié, il faudra appliquer une correction stérique à la valeur du déplacement chimique du carbone en position adjacente à la ramification.

Ainsi pour un , le carbone étudié est lié à un carbone quaternaire, il subit donc une contrainte stérique et il faudra donc la prendre compte en déduisant la valeur -3,4 (cas du lié à un ) à son déplacement chimique calculé.

On aura :

.

Pour une application directe de ces incréments, nous avons construit un simulateur. Utilisez l'aide qui y est incluse ; vous y trouverez de nombreux exemples qui détaillent son mode d'utilisation.

Exemples
Légende :
Apprendre
S'évaluer
S'exercer
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Simuler
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