Belangrijkste verschil - 1H NMR versus 13C NMR

De term NMR staat voor: Nucleaire magnetische resonantie. Het is een spectroscopische techniek die in de analytische chemie wordt gebruikt voor het bepalen van de inhoud, zuiverheid en de moleculaire structuren die in een monster aanwezig zijn. Het geeft ons informatie over het aantal en de soorten atomen die in een bepaald molecuul aanwezig zijn. De basis van NMR is het gebruik van magnetische eigenschappen van atoomkernen. NMR is een van de sterkste instrumenten die kunnen worden gebruikt om de moleculaire structuur van organische verbindingen te bepalen. Er zijn twee veelvoorkomende typen NMR: 1H NMR en 13C NMR. Het belangrijkste verschil tussen 1H NMR en 13C NMR is dat: 1H NMR wordt gebruikt om de typen en het aantal waterstofatomen in een molecuul te bepalen, terwijl 13C NMR wordt gebruikt om het type en aantal koolstofatomen in een molecuul te bepalen.

Belangrijkste gebieden die worden gedekt

1. Wat is NMR – Basis van NMR, chemische verschuiving 2. Wat is 1H NMR - Definitie, functies, voorbeelden 3. Wat is 13C NMR - Definitie, functies, voorbeelden 4. Wat is het verschil tussen 1H NMR en 13C NMR – Vergelijking van de belangrijkste verschillen

Sleutelbegrippen: atoomkernen, koolstof, magnetische eigenschappen, NMR, proton

Wat is NMR

Basis van NMR

Alle atoomkernen zijn elektrisch geladen (door de aanwezigheid van protonen). Sommige atoomkernen hebben een “spin” om hun eigen as. Wanneer een extern magnetisch veld wordt aangelegd, is een energieoverdracht mogelijk; met het spinnen gaan de atoomkernen vanuit een basisenergieniveau naar een hoog energieniveau. Deze energieoverdracht komt overeen met een radiofrequentie en wanneer de spin terugkeert naar het basisenergieniveau, wordt deze energie met dezelfde frequentie als een signaal uitgezonden. Dit signaal wordt gebruikt om een ​​NMR-spectrum voor die atoomkernen op te leveren.

Chemische verschuiving

Chemische verschuiving in NMR is de resonantiefrequentie van een kern ten opzichte van de standaard. Verschillende atoomkernen geven verschillende resonantiefrequenties, afhankelijk van de elektronische distributies. De variaties in NMR-frequenties van dezelfde soort kernen als gevolg van verschillen in elektronische distributies staat bekend als de chemische verschuiving.

Wat is 1H NMR

1H NMR is een spectroscopische methode die wordt gebruikt om de typen en het aantal waterstofatomen in een molecuul te bepalen. Bij deze techniek wordt het monster (molecuul/verbinding) opgelost in een geschikt oplosmiddel en in de NMR-spectrofotometer geplaatst. Dan zal de apparatuur een spectrum geven met enkele pieken voor de protonen die in het monster en ook in het oplosmiddel aanwezig zijn. Maar de bepaling van de protonen die in het monster aanwezig zijn, is moeilijk vanwege de interferentie afkomstig van de oplosmiddelprotonen. Daarom moet een geschikt oplosmiddel worden gebruikt dat geen protonen bevat. Vb: gedeutereerd water (D₂O), gedeutereerde aceton ((CD₃)₂CO), CCl₄, enzovoort.

Figuur 1: Een 1H NMR voor ethylacetaat

Hier worden de pieken van verschillende waterstofatomen in verschillende kleuren weergegeven.

Het chemische verschuivingsbereik van 1H NMR is 0-14 ppm. Bij het verkrijgen van de NMR-spectra voor 1H NMR wordt de continue golfmethode gebruikt. Dit is echter een langzaam proces. Aangezien het oplosmiddel geen protonen bevat, hebben 1H NMR-spectra geen pieken voor het oplosmiddel.

Wat is 13C NMR

13C NMR wordt gebruikt om het type en aantal koolstofatomen in een molecuul te bepalen. Ook hier wordt het monster (molecuul/verbinding) opgelost in een geschikt oplosmiddel en in de NMR-spectrofotometer geplaatst. Dan zal de apparatuur spectra geven met enkele pieken voor de protonen die in het monster aanwezig zijn. Anders dan bij 1H NMR, kunnen protonbevattende vloeistoffen als oplosmiddel worden gebruikt, aangezien deze methode alleen koolstofatomen detecteert, geen protonen.

Figuur 2: 13C NMR voor benzeen. Aangezien alle koolstofatomen in het molecuul equivalent zijn, geeft dit NMR-spectra slechts één piek.

13C NMR is de studie van spinveranderingen in koolstofatomen. Het chemische verschuivingsbereik voor 13C NMR is 0-240 ppm. Om het NMR-spectrum te verkrijgen, kunt u de Fourier-transformatiemethode gebruiken. Dit is een snel proces waarbij een oplosmiddelpiek kan worden waargenomen.

Verschil tussen 1H NMR en 13C NMR

Definitie

1H NMR: 1H NMR is een spectroscopische methode die wordt gebruikt om de typen en het aantal waterstofatomen in een molecuul te bepalen.

13C NMR: 13C NMR is een spectroscopische methode die wordt gebruikt om de soorten en het aantal koolstofatomen in een molecuul te bepalen.

Detectie

1H NMR: 1H NMR detecteert protonkernen.

13C NMR: 13C NMR detecteert koolstofkernen.

Chemisch schakelbereik

1H NMR: Het chemische verschuivingsbereik van 1H NMR is 0-14 ppm.

13C NMR: Het chemische verschuivingsbereik van 13C NMR is 0-240 ppm.

Methode

1H NMR: Bij het verkrijgen van de NMR-spectra voor 1H NMR wordt de continue golfmethode gebruikt.

13C NMR: Om het NMR-spectrum te verkrijgen, kunt u de Fourier-transformatiemethode gebruiken.

Progressie

1H NMR: 1H NMR-proces is traag.

13C NMR: 13C NMR-proces is snel.

Oplosmiddelpiek

1H NMR: 1H NMR-spectra geven geen oplosmiddelpiek.

13C NMR: 13C NMR geeft een oplosmiddelpiek.

Conclusie

NMR is een spectroscopische techniek die wordt gebruikt om de verschillende vormen van atomen in een bepaald molecuul te bepalen. Er zijn twee soorten NMR-technieken, genaamd 1H NMR en 13C NMR. Het belangrijkste verschil tussen 1H NMR en 13C NMR is dat 1H NMR wordt gebruikt om de typen en het aantal waterstofatomen in een molecuul te bepalen, terwijl 13C NMR wordt gebruikt om het type en aantal koolstofatomen in een molecuul te bepalen.

Verwijzing:

1. Hoffman, Roy. Wat is NMR? 3 mei 2015, hier beschikbaar. 2. Raju Sanghvi, apotheker Volgen. “VERGELIJKING TUSSEN 1H & 13C NMR.” LinkedIn SlideShare, 20 september 2014, hier beschikbaar.

Afbeelding met dank aan:

1. "1H NMR Ethyl Acetate Coupling getoond" door 1H_NMR_Ethyl_Acetate_Coupling_shown.gif: T.vanschaikderivative work: H Padleckas (talk) - Dit bestand is afgeleid van 1H NMR Ethyl Acetate Coupling getoond - 2.png (CC BY-SA 3.0) via Commons Wikimedia 2. "Benzeen c13 nmr" door DFS454 (talk) - (CC BY-SA 3.0) via Commons Wikimedia