Διαφορά μεταξύ 1H NMR και 13C NMR

Βασικές περιοχές που καλύπτονται

1. Τι είναι το NMR
      – Βάση NMR, Chemical Shift
2. Τι είναι το 1H NMR
     – Ορισμός, Χαρακτηριστικά, Παραδείγματα
3. Τι είναι το 13C NMR
     – Ορισμός, Χαρακτηριστικά, Παραδείγματα
4. Ποια είναι η διαφορά μεταξύ 1H NMR και 13C NMR
     – Σύγκριση βασικών διαφορών

Βασικοί όροι:Ατομικοί πυρήνες, άνθρακας, μαγνητικές ιδιότητες, NMR, πρωτόνιο

Τι είναι το NMR

Βάση NMR

Όλοι οι ατομικοί πυρήνες είναι ηλεκτρικά φορτισμένοι (λόγω της παρουσίας πρωτονίων). Μερικοί ατομικοί πυρήνες έχουν μια «περιστροφή» γύρω από τον άξονά τους. Όταν εφαρμόζεται εξωτερικό μαγνητικό πεδίο, είναι δυνατή η μεταφορά ενέργειας. με την περιστροφή, οι ατομικοί πυρήνες πηγαίνουν σε υψηλό επίπεδο ενέργειας από ένα επίπεδο ενέργειας βάσης. Αυτή η μεταφορά ενέργειας αντιστοιχεί σε μια ραδιοσυχνότητα και όταν το σπιν επανέλθει στο βασικό επίπεδο ενέργειας, αυτή η ενέργεια εκπέμπεται στην ίδια συχνότητα με ένα σήμα. Αυτό το σήμα χρησιμοποιείται για να δώσει ένα φάσμα NMR για αυτούς τους ατομικούς πυρήνες.

Χημική μετατόπιση

Η χημική μετατόπιση στο NMR είναι η συχνότητα συντονισμού ενός πυρήνα σε σχέση με το πρότυπο. Διαφορετικοί ατομικοί πυρήνες δίνουν διαφορετικές συχνότητες συντονισμού ανάλογα με τις ηλεκτρονικές κατανομές. Οι διακυμάνσεις στις συχνότητες NMR του ίδιου είδους πυρήνων λόγω διαφορών στις ηλεκτρονικές κατανομές είναι γνωστές ως χημική μετατόπιση.

Τι είναι το 1H NMR

Το 1H NMR είναι μια φασματοσκοπική μέθοδος που χρησιμοποιείται για τον προσδιορισμό των τύπων και του αριθμού των ατόμων υδρογόνου που υπάρχουν σε ένα μόριο. Σε αυτή την τεχνική, το δείγμα (μόριο/ένωση) διαλύεται σε κατάλληλο διαλύτη και τοποθετείται μέσα στο φασματοφωτόμετρο NMR. Στη συνέχεια, ο εξοπλισμός θα δώσει ένα φάσμα που δείχνει κάποιες κορυφές για τα πρωτόνια που υπάρχουν στο δείγμα και στον διαλύτη επίσης. Αλλά ο προσδιορισμός των πρωτονίων που υπάρχουν στο δείγμα είναι δύσκολος λόγω της παρεμβολής που προέρχεται από τα πρωτόνια του διαλύτη. Επομένως, θα πρέπει να χρησιμοποιείται κατάλληλος διαλύτης που δεν περιέχει πρωτόνια. Π.χ.:δευτεριωμένο νερό (D₂ Ο), δευτεριωμένη ακετόνη ((CD₃ )₂ CO), CCl₄ , κ.λπ.

Εικόνα 1:Ένα 1Η NMR για Οξεικό Αιθύλιο

Εδώ, οι κορυφές που δίνονται από διαφορετικά άτομα υδρογόνου δίνονται με διαφορετικά χρώματα.

Το εύρος χημικής μετατόπισης του 1H NMR είναι 0-14 ppm. Για τη λήψη των φασμάτων NMR για 1Η NMR, χρησιμοποιείται η μέθοδος συνεχών κυμάτων. Ωστόσο, αυτή είναι μια αργή διαδικασία. Δεδομένου ότι ο διαλύτης δεν περιέχει πρωτόνια, τα φάσματα 1H NMR δεν έχουν κορυφές για τον διαλύτη.

Τι είναι το 13C NMR

Το 13C NMR χρησιμοποιείται για τον προσδιορισμό του τύπου και του αριθμού των ατόμων άνθρακα σε ένα μόριο. Και εδώ, το δείγμα (μόριο/ένωση) διαλύεται σε κατάλληλο διαλύτη και τοποθετείται μέσα στο φασματοφωτόμετρο NMR. Στη συνέχεια, ο εξοπλισμός θα δώσει φάσματα που δείχνουν κάποιες κορυφές για τα πρωτόνια που υπάρχουν στο δείγμα. Σε αντίθεση με το 1H NMR, τα υγρά που περιέχουν πρωτόνια μπορούν να χρησιμοποιηθούν ως διαλύτης, καθώς αυτή η μέθοδος ανιχνεύει μόνο άτομα άνθρακα, όχι πρωτόνια.

Εικόνα 2:13C NMR για το βενζόλιο. Δεδομένου ότι όλα τα άτομα άνθρακα είναι ισοδύναμα στο μόριο, αυτό το φάσμα NMR δίνει μόνο μία κορυφή.

13C NMR είναι η μελέτη των αλλαγών σπιν στα άτομα άνθρακα. Το εύρος χημικής μετατόπισης για 13C NMR είναι 0-240 ppm. Για να αποκτήσετε το φάσμα NMR, μπορείτε να χρησιμοποιήσετε τη μέθοδο μετασχηματισμού Fourier. Αυτή είναι μια γρήγορη διαδικασία όπου μπορεί να παρατηρηθεί μια κορυφή διαλύτη.

Διαφορά μεταξύ 1H NMR και 13C NMR

Ορισμός

1H NMR: Το 1H NMR είναι μια φασματοσκοπική μέθοδος που χρησιμοποιείται για τον προσδιορισμό των τύπων και του αριθμού των ατόμων υδρογόνου που υπάρχουν σε ένα μόριο.

13C NMR: Το 13C NMR είναι μια φασματοσκοπική μέθοδος που χρησιμοποιείται για τον προσδιορισμό των τύπων και του αριθμού των ατόμων άνθρακα που υπάρχουν σε ένα μόριο.

Ανίχνευση

1H NMR: 1H NMR ανιχνεύει πυρήνες πρωτονίων.

13C NMR: Το 13C NMR ανιχνεύει πυρήνες άνθρακα.

Εύρος χημικής μετατόπισης

1H NMR: Το εύρος χημικής μετατόπισης του 1H NMR είναι 0-14 ppm.

13C NMR: Το εύρος χημικής μετατόπισης του 13C NMR είναι 0-240 ppm.

Μέθοδος

1H NMR: Για τη λήψη των φασμάτων NMR για 1H NMR, χρησιμοποιείται η μέθοδος συνεχών κυμάτων.

13C NMR: Για να αποκτήσετε το φάσμα NMR, μπορείτε να χρησιμοποιήσετε τη μέθοδο μετασχηματισμού Fourier.

Πρόοδος

1H NMR: Η διαδικασία 1H NMR είναι αργή.

13C NMR: Η διαδικασία NMR 13C είναι γρήγορη.

Αιχμή διαλύτη

1H NMR: Τα φάσματα 1H NMR δεν δίνουν κορυφή διαλύτη.

13C NMR: Το 13C NMR δίνει μια κορυφή διαλύτη.

Συμπέρασμα

Το NMR είναι μια φασματοσκοπική τεχνική που χρησιμοποιείται για τον προσδιορισμό των διαφορετικών μορφών ατόμων που υπάρχουν σε ένα δεδομένο μόριο. Υπάρχουν δύο τύποι τεχνικών NMR που ονομάζονται ως 1H NMR και 13C NMR. Η κύρια διαφορά μεταξύ 1H NMR και 13C NMR είναι ότι το 1H NMR χρησιμοποιείται για τον προσδιορισμό των τύπων και του αριθμού των ατόμων υδρογόνου που υπάρχουν σε ένα μόριο ενώ το 13C NMR χρησιμοποιείται για τον προσδιορισμό του τύπου και του αριθμού των ατόμων άνθρακα σε ένα μόριο.

Αναφορά:

1. Hoffman, Roy. Τι είναι το NMR; 3 Μαΐου 2015, Διαθέσιμο εδώ.
2. Raju Sanghvi, φαρμακοποιός Ακολουθήστε. "ΣΥΓΚΡΙΣΗ ΜΕΤΑΞΥ 1 H &13 C NMR." LinkedIn SlideShare, 20 Σεπτεμβρίου 2014, Διαθέσιμο εδώ.

Εικόνα Ευγενική προσφορά:

1. "1H NMR σύζευξη οξικού αιθυλεστέρα εμφανίζεται" Από 1H_NMR_Ethyl_Acetate_Coupling_shown.GIF:T.vanschaik Παράγωγο έργο:H Padleckas (συζήτηση) – Αυτό το αρχείο προήλθε από το 1H NMR Οξικό αιθυλεστέρα Coupling που εμφανίζεται (BCC2 Commonmedia-png)
2. "Benzene c13 nmr" Από DFS454 (συζήτηση) – (CC BY-SA 3.0) μέσω Commons Wikimedia