Exemple du fluor

Ces couplages ont des valeurs absolues plus importantes que les valeurs observées pour les couplages équivalents entre protons.

  • Les couplages geminés \(\textrm{}^2J\textrm{}^1\textrm{H-}^{19}\textrm F\) peuvent atteindre 50 Hz. Leurs variations suivent les propriétés déjà signalées pour les couplages géminés homonucléaires.

  • Les couplages vicinaux \(\textrm{}^3J\textrm{}^1\textrm{H-}^{19}\textrm F\) sont également caractérisés par de plus fortes valeurs : 45 Hz et plus. Ces couplages suivent aussi les règles de Karplus.

  • Les couplages à longue distance sont aussi observés à travers 4 et 5 liaisons. Des interactions à plus longue distance sont aussi signalées. Elles sont souvent dépendantes d'une proximité des deux noyaux à travers l'espace (hors liaisons identifiées).

Le cas des composés monofluorés est souvent intéressant :

  • en RMN du proton, chaque hydrogène subit un couplage dépendant de sa position vis-à-vis du fluor.

  • en RMN du Fluor, on obtient un signal unique, donc un seul déplacement chimique delta, dont la multiplicité est un inventaire complet des couplages partagés avec les hydrogènes.

Prenons le cas du dérivé monofluoré suivant :

Si le spectre RMN du proton de ce composé est assez complexe dans la mesure où différents signaux se superposent, le spectre RMN du fluor ne comporte qu'un seul signal qui rassemble tous les couplages \(J\textrm{F-H}\) possibles... Nous allons détailler pas à pas ce signal en analysant les couplages observés.

On observe un couplage geminé \(\textrm{}^2J\) entre le fluor et le proton porté par le même atome de carbone. C'est un couplage important de 56 Hz.

On observe un couplage vicinal \(\textrm{}^3J\) avec le proton en position exo porté par le carbone 6. Ce couplage est de 40 Hz.

On observe aussi un couplage \(\textrm{}^3J\) vicinal avec le proton en position endo porté par le carbone 6. Ce couplage a une valeur proche de 12 Hz.

Notez l'importante différence des valeurs des couplages \(J\textrm H_{6x}-\textrm F\) et \(J\textrm H_{6n}-F\). Elle s'explique par la règle de Karplus...

On observe un couplage \(\textrm{}^3J\) avec le proton situé en "tête de pont" sur le carbone 4.

Ce couplage a également une valeur proche de 12 Hz, ce qui explique le recouvrement des raies.

On observe un couplage vicinal \(\textrm{}^4J\) avec le proton \(\textrm Hx\) situé en position exo porté par le carbone 3. C'est un couplage en W.

Par contre, on n'observe pas de couplage avec le proton en position endo \(\textrm Hn\) porté par le carbone 3. On n'observe pas de couplage \(\textrm{}^4J\) en W.

Toujours pour la même raison, pas de couplage avec le proton "tête de pont" porté par le carbone 1. Idem pour le proton porté par le carbone 7.

Finalement, si le spectre RMN du Fluor ne présente qu'un seul signal... on observe 23 raies pour ce dernier !