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Chimie Analytique > Spectroscopie RMN > Flashcards

Spectroscopie RMN Flashcards

1
Q

La RMN est une technique spectroscopique reposant sur le _________________.

A

magnétisme du noyau

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2
Q

La RMN est basée sur la mesure de l’absorption d’un _____________ par un ____________ dans un ____________________.

A

rayonnement lumineux (fréquence radio);
noyau atomique;
champ magnétique fort.

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3
Q

La RMN est une puissante méthode de détermination ___________des molécules organiques et inorganiques.

A

structurale

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4
Q

Pharmacopée Européenne (08ème édition) : La RMN est couverte dans la section 2-2-33, incluant les isotopes __, __, __ et __.

A

¹H;
¹⁹F;
¹³C;
³¹P.

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5
Q

Le noyau est une particule ______ tournant autour d’un axe, et donc doué d’un _____________.

A

chargée;
moment magnétique « µ ».

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6
Q

Moment magnétique = ________________________.

A

µ = γ (h/2π) I

γ: rapport gyromagnétique dépendant du noyau (constante);
I: vecteur du spin nucléaire;
h: Constante de Plank.

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7
Q

Le proton se comporte comme un __________ tournant autour d’un axe.

A

aimant

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8
Q

Le spin nucléaire I peut prendre plusieurs valeurs selon ____ de l’atome concerné.

A

A et Z

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9
Q

Le spin nucléaire de 1H; 19F; 13C; 31P, dont A est _______ et Z _________, est ______.

A

Impair;
demi-entier;
1/2.

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10
Q

En l’absence d’un champ magnétique externe, les moments magnétiques de spin « µ » sont orientés ________. On dit qu’ils sont en état ___________.

A

au hasard;
dégénéré.

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11
Q

Sous l’action d’un champ magnétique statique « Ho », les moments magnétiques de spin « µ » s’alignent selon la _____________________.

A

direction du champ imposé

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12
Q

Chaque moment magnétique « μ » décrit un ____________autour du champ magnétique « Ho ».

A

mouvement de rotation

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13
Q

La _____________, également appelée ______________, est la fréquence à laquelle un moment magnétique, tel qu’un noyau atomique avec un spin, précesse autour d’un champ magnétique externe appliqué.

A

fréquence de Larmor;
fréquence de précession.

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14
Q

µ peut être _________ ou ____________ au champ H0.

A

parallèle ou antiparallèle

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15
Q

Si µ est antiparallèle à H0, il existe à un état d’énergie _______ et donc _________.

A

haute;
instable.

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16
Q

Si µ est parallèle à H0, il existe à un état d’énergie _______ et donc _________.

A

basse;
stable.

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17
Q

Soumis à un champ magnétique H0, un noyau de spin I non nul peut prendre _____ orientations par rapport à la direction de ce champ.
Exemple: _________.

A

2I+1
H => I= (+ 1/2, - 1/2),
2I +1 = 2 * 1/2 + 1 = 1 + 1 = 2

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18
Q

L’______________décrit les niveaux d’énergie des électrons dans un atome d’hydrogène: _______________________.

A

équation de Bohr;
ΔE = hν = h (γ/2π) * H0

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19
Q

ΔE est proportionnelle: ____________________, _____________________.

A
  • Au champ H0 (appareillage);
  • Au rapport gyromagnétique γ (noyau étudié).
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20
Q

Caractéristiques des ondes radio:
Longueur d’onde: _______________;
Fréquence: ______________________;
Energie: _________________________.

A

Longueur d’onde: 1 m -100,000 km;
Fréquence: 300 MHz -3 Hz;
Energie: 1,24 µeV - 12,4 feV.

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21
Q

La résonance consiste au passage du noyau d’un état énergétique favorable α (____________) à un état énergétique défavorable β (___________).

A

parallèle à Ho;
antiparallèle à Ho.

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22
Q

La résonance est induite par l’application ponctuelle d’un champ magnétique H1 (parallèle/perpendiculaire)___________ à Ho apporté par une __________ choisie.

A

perpendiculaire;
radiofréquence (RF), (vH1)

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23
Q

Pour avoir résonance du noyau, il faut que la RF appliquée soit égale à la ___________________.

A

fréquence de Larmor du noyau ;
vH1 = v0 = γ H0/2π

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24
Q

L’arrêt de l’application de la RF va permettre le retour à l’équilibre des noyaux, on appelle ça ___________________.

A

La relaxation

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25
Q

Le rapport gyromagnétique pour 1H est : _____________.

A

γ= 2,68 * 10^8

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26
Q

Principe général de la RMN1H: ________________, _______________, __________________.

A
  1. Utiliser un champ magnétique Ho pour orienter les Spins nucléaires des atomes;
  2. Exciter ces spin par une onde radio à la fréquence de résonance => faire basculer certains spins.
  3. Après excitation, les spins reviennent à leur état initial => relaxation.
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27
Q

Appareillage RMN: ___________, ___________, ___________, ___________, _____________.

A
  • Un aimant qui génère le champ magnétique;
  • Une chaîne d’émission qui produit les impulsions RF;
  • Une bobine qui transmet ces impulsions à l’échantillon et recueille le signal;
  • Une chaîne de réception qui amplifie ce signal;
  • Un ordinateur qui gère l’ensemble.
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28
Q

Le Champs magnétique délivré par la bobine supraconductrice doit être: _________, _________, _________.

A

Fort;
Homogène;
Stable.

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29
Q

La supraconductivité est assurée grâce à: _______________ et _______________.

A
  • Fil supraconducteur: NbTi (Niobium, Titane) et Nb3Sn (Niobium, Etain).
  • Technologie de refroidissement (système supraconducteurs à T < 9.5K).
30
Q

Technologie de refroidissement des bobines supraconductrices utilisée (cryostat): ____________.

A

Hélium liquide

31
Q

Le choix de l’hélium liquide pour la technologie de refroidissement des bobines supraconductrices repose sur ___________________________.

A
  • T°= -269°C = 4.2 K – >Absence d’effet joule –> Résistance électrique nulle –> Supraconductivité.
32
Q

Préparation d’un échantillon pour l’analyse RMN: ____________, ___________, _____________, ________________, ________________.

A
  • Prélever 10 à 50 mg;
  • Dissoudre dans un solvant dépourvu d’hydrogène (dont les atomes d’hydrogènes ont été remplacés par du deutérium);
  • Ajouter une petite quantité d’étalon interne TMS (tétraméthylsilane);
  • Placer dans un tube en verre;
  • Mettre en rotation au centre d’une bobine magnétique émettant des radiofréquences.
33
Q

Fonctionnement du RMN 1H: _________________, ________________, ________________.

A
  • Sous l’action d’un champ magnétique (Ho) du spectromètre: alignement des protons parallèles ou antiparallèles;
  • La bobine de radiofréquences applique une quantité croissante d’énergie =>fréquence de résonance (v1= vo).
  • L’enregistrement de l’énergie absorbée par l’échantillon en fonction de l a fréquence appliquée par la bobine de radiofréquences donne le spectre RMN 1H.
34
Q

Le spectre de RMN représente le ___________ en fonction du _____________.

A

Intensité du signal (%);
Déplacement chimique (ppm).

35
Q

Particularités du spectre RMN1H: _____________, _____________, ____________, ____________.

A
  • Blindage /Déblindage => déplacement chimique
  • Protons équivalents ayant le même environnement électronique;
  • Couplage => multiplicité des signaux.
  • Intégration du signal.
36
Q

Les électrons proches d’un noyau d’hydrogène génèrent un champ magnétique interne de ________, qui modifie localement le champ magnétique externe créé par le spectromètre.

A

faible valeur

37
Q

Si le champ généré par les électrons proches du hydrogène s’additionne au champ extérieur, on dit qu’il y a ______________.

A

déblindage

38
Q

Si le champ généré par les électrons proches du hydrogène s’oppose au champ extérieur, on dit qu’il y a ______________.

A

blindage ou effet écran

39
Q

Plus le blindage est intense, plus le proton doit être soumis à un champ extérieur fort pour que se produise la résonance. Ceci se traduit par un déplacement des pics d’absorption vers la _________ du spectre, à l’inverse du déblindage.

A

droite

40
Q

____________________ sont à l’origine du déplacement chimique.

A

les phénomènes de blindage et de déblindage

41
Q

Quantifier le déplacement chimique d’un proton nous renseigne sur _________________.

A

les groupements environnants

42
Q

Le TMS présente les avantages suivants: _______________, ____________, _____________, _____________, ________________.

A

1) Les 12 protons ont le même environnement chimique et fournissent un seul signal;
2) Il est utilisable en faible quantité car son absorption est intense;
3) Sa résonance a lieu à champ plus fort que dans la plupart des cas donc son pic d’absorption est bien séparé des autres et à l’extrême droite de l’enregistrement;
4) Il présente une grande inertie chimique et ne risque pas de réagir avec l’échantillon;
5) 11 est très volatil ( Teb = 20°C ) et s’évapore facilement de l’échantillon.

43
Q

Pour un proton, l’écart entre la valeur du champ pour lequel il résonne et cette origine constitue son déplacement chimique par rapport au ______.

A

TMS

44
Q

La différence proton-TMS peut être exprimée en ____________ ou en _______.

A

unité de champ magnétique;
Hertz.

45
Q

Le phénomène du déblindage croit de la _____ à la _______ du spectre RMN.

A

droite à gauche

46
Q

Exemples de groupements chimiques électroattracteurs causant le phénomène de déblindage: _____, ______, ______, _______, _______, _______, ______, _______.

A

F;
Cl;
Br;
I;
OH;
NH2;
CN;
OCH3.

47
Q

Exemples de groupements chimiques électrodonneurs causant le phénomène de blindage: _________, ___________.

A

Groupes alkyles;
Métaux.

48
Q

Le déplacement chimique se calcule à l’aide des ____________________________.

A

Règles empiriques de Shoolery

49
Q

Si des noyaux d’atomes d’hydrogène ont le même environnement chimique et donc électronique ils sont dits: ___________.

A

équivalents (isochromes)

50
Q

Sur le spectre RMN, les protons équivalents sont représentés par _______________.

A

le même signal

51
Q

Le nombre de signaux dans un spectre de RMN1H est égal au nombre de ____________________ dans la molécule étudiée.

A

groupes de protons équivalents

52
Q

On considère que des atomes d’hydrogène sont équivalents si: ______________________________ ou ______________________________.

A
  • Ils sont liés à un même atome de carbone engagé uniquement dans des liaisons simples;
  • Ils sont liés à des atomes différents mais il existe entre eux une relation de symétrie simple.
53
Q

Le propanone comporte 06 protons, pourtant, un seul signal est enregistré sur le spectre RMN H. Pourquoi?

A
  • Pour chaque CH3 les 03 protons sont équivalents entre eux, car chacun de leur carbone est engagé dans une liaison simple;
  • Les 02 CH3 sont symétriques l’un par rapport à l’autre.
54
Q

L’aire sous la courbe d’un signal de RMN est proportionnelle au __________________.

A

nombre de protons responsables de ce signal.

55
Q

L’intégration de signal est réalisée par un intégrateur ________ au système d’enregistrement.

A

incorporé

56
Q

La courbe d’intégration du spectre est constituée de _______.

A

paliers

57
Q

La hauteur de chaque ________de la courbe d’intégration est proportionnelle au nombre de protons équivalents responsables du signal correspondant.

A

saut vertical

58
Q

On peut retrouver le nombre de protons associés à chaque signal en analysant la __________________.

A

structure de la molécule

59
Q

Le signal de résonance peut comporter plusieurs pics dit___________.

A

multiplet

60
Q

La démultiplication (couplage) des signaux est due aux interactions entre des __________________.

A

protons voisins non équivalents

61
Q

Deux protons sont dits voisins s’ils sont séparés par ____________, ______ ou _______.

A

trois liaisons, simples ou multiples.

62
Q

La présence d’________ stoppe le couplage.

A

hétéroatome (non H ou non C)

63
Q

Un groupe de protons équivalents (a) ayant pour voisins n protons ( b) non équivalents à (a) présente un signal de résonance sous forme d’un multiplet de _____ pics.

A

(n+1)

64
Q

Un signal peut être: singulet, ________, ________, __________, __________.

A

doublet;
triplet;
quadruplet;
quintuplet.

65
Q

Le nombre de signaux et la valeur du déplacement chimique correspondant permet de _________________________________.

A

identifier le nombre et la nature des groupes de protons équivalents

66
Q

La courbe d’intégration donne le ____________________.

A

nombre de protons de chaque type

67
Q

La forme de chaque signal renseigne sur le ______________________.

A

nombre de protons voisins du proton étudié

68
Q

Applications pharmaceutiques de la RMN1H: _____________, ___________, ____________, ______________.

A
  • Caractérisation des structures exactes des matières premières et des produits finis;
  • Détermination des impuretés même énantiomériques mais à un taux supérieur à 10%;
  • Empreintes digitales d’un mélange;
  • Développement du couplage HPLC/RMN pour identifier les impuretés et les métabolites des fluides biologiques.
69
Q

Inconvénients de la RMN1H: ___________, ___________, ___________.

A
  • Nécessite beaucoup de produit (ordre des mg);
  • Couteuse (appareillage et expérimentateurs);
  • Difficile à interpréter quand le nombre de protons devient important.
70
Q

Applications médicales de la RMN1H: ____________________.

A

Imagerie par Résonnance Magnétique (IRM)

71
Q

Principe d’une IRM: _________________________, ______________________, ___________________.

A
  • Application de gradients de champ magnétique dans les trois directions de l’espace;
  • Résonance des noyaux d’hydrogène de l’eau et des graisses;
  • Les niveaux de gris représentent l’intensité du signal émis par l’élément de volume correspondant.
72
Q
A

Chimie Analytique (18 decks)

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