RMN 1H

Considerons l'alcène suivant, pour plus de commodité, on considera que le groupement R ne comporte pas de H en a :

 Maintenant pour chaque protons présent sur la double liaison, nous allons faire une étude théorique afin de savoir sous quelle forme on observera ces protons sur le spectre. Attention, ceci est une étude théorique, ce qui signifie que sur le spectre réel d'une telle molécule, il est fort probable que l'on observe juste un multiplet. On remarque que le proton Ha est plus déblindé (valeur en ppm plus élevée) que Hb et Hc.

Pour le proton Ha on remarque un couplage avec Hc (couplage avec grande constante de couplage Jtrans), on a aussi un couplage avec Hb (couplage plus petit que le précédent Jcis). Donc on observe un doublet (avec forte constante de couplage, Jtrans), ce doublet est dédoublé (avec contante de couplage Jcis). 
ATTENTION : Ici on n'a pas un quadruplet (l'intensite relative des pics pour un quadruplet est 1:3:3:1), mais on a un doublet dédoublé.
Pour le proton Hb, on fait le même raisonnement, on a donc un couplage avec Ha (Jcis), et un couplage tres faible avec Hc (Couplage géminé, caractéristque de deux protons placés sur le même carbone). 
ATTENTION : Les deux pics du milieu, se croisent, parfois ils ont la même valeur de déplacement chimique (on observe alors un faux triplet).
Pour le proton Hc, on retrouve le même type de raisonnement. On remarque bien dans ce cas que l'on a un doublet dédoublé. Ne pas confondre avec deux doublets. 

 Regardons le résultat pour les autres types d'alcènes :

Doublet avec une constante de couplage Jcis. Doublet avec une constante de couplage Jtrans. Singulet Rien en RMN du proton, par contre on aura quelque chose en IR, et en RMN du carbone 13
  • Effet de toit : L'effet de toit est particulièrement bien visible avec les alcènes, mais il existe aussi pour tout autres types de protons. Cet effet, permet de mettre en évidence que deux protons sont couplés entre eux (ainsi il n'est pas besoin de faire de la RMN 2D, sujet que nous ne developperons pas ici). Prenons en exemple, une de nos précédente molécule :
Dans le cas de cette molécule, on aurra pour Ha un doublet, et pour Hb un autre doublet. Considerons que Ha est plus déblindé que Hb, voici le résultat que l'on va obtenir : 
Il est alors difficile de voir que l'on a bien deux doublets, car les raies extérieurs sont d'intensités plus faibles. Pour le proton Ha, et dans le cas de notre molécule, la constante de couplage entre Ha et Hb est une constante Jtrans.
ATTENTION : La constante de couplage n'a rien à voir avec la différence de déplacement chimique entre Ha et Hb. Pour la même molécule, mais avec une isomérie cis, on aurait les mêmes valeurs de déplacement chimique, mais avec doublets plus resserer, puisque la constante Jcis est plus petite que la constante Jtrans.
Remarque : L'effet de toit est aussi observable avec un triplet, un quadruplet, un quintuplet, un multiplet.
  • Constantes de couplages
2Jgem = Jbc 0.5 à 3 Hz
3Jcis = Jab 5 à 12 Hz
3Jtrans = Jac 12 à 18 Hz
  • Tableau des déplacements chimiques

 

RMN 13C

    En règle générale, une étude au carbone 13, permet juste de déterminer si l'on a bien un carbone éthylénique. Sachant qu'un carbone quaternaire en en générale d'intensité plus faible que les autres (c'est à cause de son temps de relaxation , mais la non plus nous ne rentrerons pas dans les détails).
Les deplacements chimiques pour les carbones oléfiniques, sont entre 95 et 160 ppm. Par contre pour les alcènes (oléfines) conjugués les carbones se trouvent entre 140 et 170 ppm.
 

Spectrometrie de masse

    La coupure allylique est favorisée, car elle aboutie à la formation d'un cation allyle stabilisé par résonance :

  Les alcènes peuvent aussi conduirent à des fragmentations de Mac Lafferty :

 

IR

Sur ce spectre IR, on peut voir TOUTES les raies possibles liées à la présence d'une fonctions alcènes. On peut observer dans un spectre IR, une ou plusieurs de ces bandes.

Bande A : 3030 cm-1, vibration de valence de la liaision =C-H (Conclusion : Cette bande n'est présente que sur certains alcènes).
Bande B : entre 1640 et 1670 cm-1, vibration de valence de la liaision C=C, toujours présente, elle peut etre abaissée de 25 cm-1 pas conjugaison.
Bande C et E : 980 et 910 cm-1, vibration de déformation de la liaison =C-H, caractéristique d'un systeme R-CH=CH2.
Bande D : 965 cm-1, vibration de déformation de la liaison =C-H, caractéristique d'un systeme R-CH=CH-R' TRANS.
Bande F : 890 cm-1, vibration de déformation de la liaison =C-H, caractéristique d'un systeme (R)2C=CH2.
Bande G: entre 790 et 840 cm-1, vibration de déformation de la liaison =C-H, caractéristique d'un systeme (R)2CH=CHR.
Bande H : entre 675 et 730 cm-1, vibration de déformation de la liaison =C-H, caractéristique d'un systeme R-CH=CH-R' CIS.


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Pour aller plus loin ...
Cours sur les alcènes