16.4 : الرنين النووي المغناطيسي ¹H للبروتونات المتقلبة: الاستبدال الديوتيريومي (^2H)

يوضح هذا الدرس دور الاستبدال الديوتيريومي في تبسيط طيف الرنين المغناطيسي النووي للمركبات التي تحتوي على بروتونات متقلبة. إحدى الطرق المستخدمة هي استخدام الديوتيريوم. من بين النظائر الثلاثة للهيدروجين، يحتوي الديوتيريوم (^2H) على نواة مكونة من بروتون واحد ونيوترون واحد. عندما يضاف مذيب D_2O إلى محلول إيثانول جاف نقي، يتم استبدال بروتونه المتقلب بالديوتيريوم.

الشكل 1مقارنة أطياف الرنين النووي المغناطيسي لبروتونات الإيثانول الجاف النقي و أطياف الرنين النووي المغناطيسي لبروتونات الإيثانول في مذيب D_2O

لا يتم ملاحظة الإشارات الصادرة عن الديوتيريوم في طيف الرنين المغناطيسي النووي للبروتون، حيث أن اقتران الديوتيريوم بالبروتون مهمل، ولا يحدث انقسام دوراني بينهما. وكما هو موضح في الشكل 1، فإن أطياف الرنين المغناطيسي النووي للإيثانول النقي والإيثانول في الديوتيريوم، واختفاء التشكيل الثلاثي في ​​الأخير، يؤكد أنه يتوافق مع بروتون -OH المتقلب. وعلاوة على ذلك، فإن بروتونات الميثيلين التي ظهرت في البداية كتشكيل متعدد تتحول إلى تشكيل رباعي، مما يثبت أن التشكيل المتعدد يرجع إلى الاقتران مع بروتون -OH وبروتونات الميثيل.