Hlavný rozdiel - 1H NMR vs. 13C NMR

Termín NMR znamená Jadrová magnetická rezonancia. Je to spektroskopická technika používaná v analytickej chémii na stanovenie obsahu, čistoty a molekulárnych štruktúr prítomných vo vzorke. Poskytuje nám informácie o počte a druhoch atómov prítomných v konkrétnej molekule. Základom NMR je využitie magnetických vlastností atómových jadier. NMR je jedným z najsilnejších nástrojov, ktoré je možné použiť na stanovenie molekulárnej štruktúry organických zlúčenín. Existujú dva bežné typy NMR: 1H NMR a 13C NMR. Hlavný rozdiel medzi 1H NMR a 13C NMR je v tom 1H NMR sa používa na stanovenie typov a počtu atómov vodíka prítomných v molekule, zatiaľ čo 13C NMR sa používa na stanovenie typu a počtu atómov uhlíka v molekule.

Pokryté kľúčové oblasti

1. Čo je to NMR - Základ NMR, chemický posun 2. Čo je 1H NMR - Definícia, vlastnosti, príklady 3. Čo je to 13C NMR - Definícia, vlastnosti, príklady 4. Aký je rozdiel medzi 1H NMR a 13C NMR - Porovnanie kľúčových rozdielov

Kľúčové pojmy: atómové jadrá, uhlík, magnetické vlastnosti, NMR, protón

Čo je NMR

Základ NMR

Všetky atómové jadrá sú elektricky nabité (kvôli prítomnosti protónov). Niektoré atómové jadrá majú „spin“ okolo vlastnej osi. Keď je aplikované vonkajšie magnetické pole, je možný prenos energie; pri otáčaní sa atómové jadrá dostanú na vysokú energetickú úroveň zo základnej energetickej hladiny. Tento prenos energie zodpovedá rádiovej frekvencii, a keď sa rotácia vráti na základnú úroveň energie, táto energia je emitovaná na rovnakej frekvencii ako signál. Tento signál sa používa na získanie spektra NMR pre tieto atómové jadrá.

Chemický posun

Chemický posun v NMR je rezonančná frekvencia jadra vzhľadom na štandard. Rôzne atómové jadrá poskytujú rôzne rezonančné frekvencie v závislosti od elektronických distribúcií. Zmeny frekvencií NMR rovnakého druhu jadier v dôsledku rozdielov v elektronických distribúciách sú známe ako chemický posun.

Čo je 1H NMR

1H NMR je spektroskopická metóda používaná na stanovenie typov a počtu atómov vodíka prítomných v molekule. Pri tejto technike sa vzorka (molekula/zlúčenina) rozpustí vo vhodnom rozpúšťadle a umiestni sa do spektrometra NMR. Potom zariadenie poskytne spektrum vykazujúce určité píky pre protóny prítomné vo vzorke a tiež v rozpúšťadle. Stanovenie protónov prítomných vo vzorke je však ťažké kvôli interferencii pochádzajúcej z protónov rozpúšťadla. Preto by sa malo použiť vhodné rozpúšťadlo, ktoré neobsahuje žiadne protóny. Príklad: deuterovaná voda (D₂O), deuterovaný acetón ((CD₃)₂CO), CCl₄, atď.

Obrázok 1: 1H NMR pre etylacetát

Tu sú píky dané rôznymi atómami vodíka uvedené v rôznych farbách.

Rozsah chemického posunu 1H NMR je 0 až 14 ppm. Na získanie spektier NMR pre 1H NMR sa používa metóda kontinuálnych vĺn. Je to však pomalý proces. Pretože rozpúšťadlo neobsahuje žiadne protóny, 1H NMR spektrá nemajú pre rozpúšťadlo žiadne vrcholy.

Čo je to 13C NMR

13C NMR sa používa na stanovenie typu a počtu atómov uhlíka v molekule. Aj tu sa vzorka (molekula/zlúčenina) rozpustí vo vhodnom rozpúšťadle a umiestni sa do spektrometra NMR. Potom zariadenie poskytne spektrá ukazujúce niektoré píky pre protóny prítomné vo vzorke. Na rozdiel od 1H NMR môžu byť ako rozpúšťadlo použité kvapaliny obsahujúce protóny, pretože táto metóda detekuje iba atómy uhlíka, nie protóny.

Obrázok 2: 13C NMR pre benzén. Pretože všetky atómy uhlíka sú v molekule ekvivalentné, tieto NMR spektrá poskytujú iba jeden vrchol.

13C NMR je štúdium spinových zmien v atómoch uhlíka. Rozsah chemického posunu pre 13C NMR je 0-240 ppm. Na získanie spektra NMR je možné použiť Fourierovu transformačnú metódu. Jedná sa o rýchly proces, v ktorom je možné pozorovať pík rozpúšťadla.

Rozdiel medzi 1H NMR a 13C NMR

Definícia

1H NMR: 1H NMR je spektroskopická metóda používaná na stanovenie typov a počtu atómov vodíka prítomných v molekule.

13C NMR: 13C NMR je spektroskopická metóda používaná na stanovenie typov a počtu atómov uhlíka prítomných v molekule.

Detekcia

1H NMR: 1H NMR deteguje protónové jadrá.

13C NMR: 13C NMR deteguje jadrá uhlíka.

Rozsah chemického posunu

1H NMR: Rozsah chemického posunu 1H NMR je 0 až 14 ppm.

13C NMR: Rozsah chemického posunu 13C NMR je 0-240 ppm.

Metóda

1H NMR: Na získanie spektier NMR pre 1H NMR sa používa metóda kontinuálnych vĺn.

13C NMR: Na získanie spektra NMR je možné použiť Fourierovu transformačnú metódu.

Progresia

1H NMR: 1H NMR proces je pomalý.

13C NMR: Proces 13C NMR je rýchly.

Vrchol rozpúšťadla

1H NMR: Spektrá1H NMR neposkytujú pík rozpúšťadla.

13C NMR: 13C NMR poskytuje vrchol rozpúšťadla.

Záver

NMR je spektroskopická technika používaná na stanovenie rôznych foriem atómov prítomných v danej molekule. Existujú dva typy NMR techník označovaných ako 1H NMR a 13C NMR. Hlavný rozdiel medzi 1H NMR a 13C NMR je v tom, že 1H NMR sa používa na stanovenie typov a počtu atómov vodíka prítomných v molekule, zatiaľ čo 13C NMR sa používa na stanovenie typu a počtu atómov uhlíka v molekule.

Referencia:

1. Hoffman, Roy. Čo je NMR? 3. mája 2015, k dispozícii tu. 2. Raju Sanghvi, lekárnik Nasledujte. „POROVNANIE MEDZI 1H & 13C NMR.“ LinkedIn SlideShare, 20. septembra 2014, k dispozícii tu.

Obrázok so súhlasom:

1. „Zobrazená 1H NMR etylacetátová väzba“ Autor: 1H_NMR_Ethyl_Acetate_Coupling_shown.gif: T.vanschaikderivative work: H Padleckas (diskusia)-Tento súbor bol odvodený od1H NMR etylacetátového spojenia zobrazeného-2.png (CC BY-SA 3.0) cez Commons Wikimedia 2. „Benzén c13 nmr“ od DFS454 (diskusia)-(CC BY-SA 3.0) cez Commons Wikimedia