Chapitre 15
Spectrométrie de résonance
magnétique nucléaire
La résonance magnétique nucléaire (RMN), dont les premiers travaux, vers 1945, sont dus
aux physiciens Bloch et Purcell, est très vite devenue une méthode spectroscopique polyvalente irremplaçable dans divers secteurs de la chimie. La RMN permet l’étude des composés en solution ou à l’état solide. Elle sert aussi bien en analyse quantitative qu’en analyse
structurale, mais c’est surtout dans ce dernier domaine qu’elle fait preuve de toute sa puissance. La meilleure méthode pour obtenir des renseignements structuraux sur les composés
moléculaires, elle revêt donc une importance pratique toute particulière en chimie organique et en biochimie. Utilisée en complément des méthodes de spectroscopie optique et de
la spectrométrie de masse, elle permet de préciser la formule développée, la stéréochimie
et dans certains cas la conformation du composé étudié. Elle est devenue, pour ces raisons,
une des techniques majeures d’étude aussi bien des structures moléculaires que des cristaux, dont on ne saurait se passer. La RMN a longtemps été considérée comme trop peu
sensible pour être adaptée aux analyses environnementales. Cette situation est en voie de
changer comme en témoigne l’existence de techniques couplées de chromatographie liquide
ou d’électrophorèse avec la RMN.
15.1 GÉNÉRALITÉS
La résonance magnétique nucléaire a donné son nom à une méthode exceptionnelle pour résoudre les problèmes de détermination de structure des composés moléculaires organiques
et de certains types de matériaux inorganiques. Les spectromètres de RMN sont donc souvent localisés dans les laboratoires de recherche, mais il existe d’autres appareils de mise
en œuvre simplifiée faisant appel à ce même phénomène pour des applications de routine
(fig. 15.29).
Cette méthode d’étude de la matière peut être décrite en ne choisissant que des exemples
relevant du domaine de la chimie organique, l’élucidation des structures moléculaires ayant,
en effet, toujours servi de moteur à son développement et aux nombreuses améliorations
techniques depuis son origine.
La RMN tire des informations de l’interaction qui peut apparaître entre les noyaux des
atomes présents dans l’échantillon quand on le soumet à un champ magnétique intense et
constant, produit par un aimant.
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