18.1 : Spektroskopia NMR pochodnych benzenu

Prosty niepodstawiony benzen ma sześć aromatycznych protonów, wszystkie chemicznie równoważne. Dlatego benzen wykazuje jedynie singletowy pik przy δ 7,3 ppm w widmie ^1H NMR. Zaobserwowane przesunięcie znajduje się daleko w dole pola, ponieważ prąd pierścienia aromatycznego silnie odsłania protony. Każde podstawienie w pierścieniu benzenowym powoduje, że protony aromatyczne są nierównoważne i protony rozdzielają się. Zatem pik nie jest już singletem, a wzór podziału i powiązane z nim stałe sprzęgania zależą od stopnia podstawienia w pierścieniu. Charakter podstawników w pierścieniu benzenowym zwiększa lub zmniejsza wartości przesunięcia chemicznego protonu pierścienia. Dodatkowo podstawnik odciągający elektrony przesuwa przesunięcie chemiczne protonu dalej w dół pola, podczas gdy grupa oddająca elektrony przesuwa sygnał w górę pola. Monopodstawiony benzen ma bardziej złożone widmo ^1H NMR w obszarze aromatycznym ze względu na kilka rozszczepień między protonami na sąsiednich atomach węgla, a także sprzęganie między protonami, które mają więcej niż jedno wiązanie C – C w układzie pierścieniowym. Posiadający dwa podstawniki pierścień wykazuje typowy wzór dubletu, jeśli podstawniki pierścienia są w relacji para.

W spektroskopii ^13C NMR węgle aromatyczne wykazują sygnały w zakresie δ 110–160. Podstawiony benzen wykazuje sześć pików odpowiadających sześciu nierównoważnym zestawom protonów. Stopień przesunięcia sygnału zależy od rodzaju podstawników pierścienia. Węgiel w pierścieniu czwartorzędowym wykazuje największe przesunięcia w porównaniu do innych węgli w pierścieniu. W obszarze górnego pola obserwuje się węgle benzylowe i alkilowe podstawników.