Magnetyczny Rezonans Jądrowy MRJ

Nuclear Magnetic Resonance NMR

Własności magnetyczne jąder atomowych

H

0

Zmiana orientacji spinu jądra w
zewnętrznym polu magnetyczym

Natężenie pola magnetycznrego H

0

D

E = h

n

równolegle

antyrównoległe

H

o

= 1,41 T

DE = 5,7

x

10

-6

kcal/mol

60 MHz

próbka

komputer

magnes

Generator

rf

Detektor

rf

rejestrator

Wybrane jądra magnetycznie czynne pierwiastków

często występujących w połączeniach organicznych

1

H

13

C

14

N

15

N

19

F

31

P

77

Se

Jądra atomowe,

które posiadają nieparzystą liczbę

protonów,

lub nieparzystą liczbę

neutronów

są obdarzone spinem

Wykazują zjawisko
rezonansu magnetycznego

Przesunięcie chemiczne

Sygnał wzorca

TMS

Wzrost natężenia pola

Odległość od wzorca

w Hz

d

=

Odległość od wzorca w Hz

Częstość spektrometru w MHz

[ppm]

Spektroskopia protonowego rezonansu magnetycznego

1

H NMR

Równocenność protonów

CH

3

CH

2

CH

2

Br

Test podstawienia

Trzy różne grupy protonów

C

H

2

BrCH

2

CH

2

Br

CH

3

C

H

BrCH

2

Br

CH

2

CH

2

C

H

Br

2

równocenne

równocenne

równocenne

Ilość sygnałów w widmie

1

H NMR jest równa ilości

nierównocennych atomów wodoru w cząsteczce

Przesunięcie chemiczne w spektroskopii

1

H NMR

Całkowanie krzywej absorpcji w widmie

1

H NMR

Powierzchnia pod krzywą opisującą sygnał

jest proporcjonalna do liczby protonów,

od których pochodzi

etanol

krzywa integracyjna

2

1

3

sprzężone

sprzężone

niesprzężone

niesprzężone

Sprzężenie spinowo- spinowe w widmach

1

H NMR

kwartet

kwartet

Sygnał pochodzący od protonów posiadających

w sąsiedztwie

n

równocennych protonów

jest rozszczepiony na

n + 1 linii

Równocenne protony nie wykazują sprzężenia spinowego

Odległość pomiędzy liniami w multiplecie wyrażona w Hz

to stała sprzężenia

Dwie grupy protonów sprzęgających się ze sobą

mają identyczna stałą sprzężenia

bromoetan

TMS

H

2

O

Spektroskopia

13

C NMR

Ilość sygnałów w widmie

13

C NMR jest równa ilości

nierównocennych rodzajów jąder

13

C w cząsteczce

Sygnały są

singletami

bo brak sprzężeń

13

C -

13

C

a sprzężenia

13

C –

1

H zostają usunięte w trakcie pomiaru widm

Intensywność sygnału w widmie zależy od wielu czynników -

brak integracji

etanol

Spektroskopia

13

C NMR

przesunięcia chemiczne

200 180 160 140 120 100 80 60 40 20 0 ppm

C=O

C-N

C-O

aromatyczne

C=C

C

CH

2

CH

3

C Cl

C Br