Protonenresonanzuntersuchungen an der Wasserstoffbrückenbindung von Imidazol

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Abstract
Imidazol und 4(5)‐Methyl‐imidazol bilden bei genügend hohen Konzentrationen in geeigneten Lösungs‐mitteln Assoziate. Die Assoziation erfolgt über intermolekulare N‐H … N‐Wasserstoffbrückenbindungen. Es wurde die Konzentrationsabhängigkeit der Assoziation an Hand von Protonenresonanzspektren untersucht.Lage und Halbwertsbreite der NH‐Signale von Imidazol und 4(5)‐Methyl‐imidazol sind stark konzentrationsabhängig. Mit steigender Konzentration und damit bei Zunahme der Assoziation wird das Signal in Richtung kleiner Feldstärke verschoben. Diese Verschiebung Δ ist im Vergleich zu den Befunden an anderen Wasserstoffbrückenbindungen ungewöhnlich groß (Δ > 10 ppm).Im allgemeinen sind die Protonensignale von NH‐Gruppen stark verbreitert. Demgegenüber zeigen die Protonenresonanzspektren der assoziierten Imidazol‐ und 4(5)‐Methyl‐imidazolmoleküle scharfe NH‐Signale.Aus den angeführten experimentellen Befunden kann man ableiten, daß sich das Proton in der N‐H … N‐Wasserstoffbrückenbindung in einem Potential mit Doppelminimum bewegt. Beide Potentialminima liegen auf annähernd gleicher Höhe. Zwischen den Potentialmulden erfolgt ein rascher Protonenaustausch.

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