Tartalom
A szerves kémikusok nukleáris mágneses rezonancia-spektroszkópiának vagy röviden NMR-nek hívják fel a szerves molekulák hidrogén és szén alapú elemzését. A teszteredmények egy megtévesztően egyszerű grafikonon mutatják a molekula minden egyes atomjának csúcsát. A közöttük fennálló kapcsolat - a J kapcsolási állandó - meghatározása lehetővé teszi a kutatók számára a minták sminkjének meghatározását.
Az NMR grafikon
Az NMR-gráf az egyes ionok helyét az alapján határozza meg, hogyan rezonálnak a spektroszkópok mágneses mezőjében. A rezonancia csúcsok sorozataként jelenik meg. A grafikon minden csúcsa megfelel a molekula egy elemének, tehát egy szénatomot és három hidrogénatomot tartalmazó molekula négy csúcsot mutat. Az egyes csúcscsoportokat általában multiplettnek nevezik, de a csúcsok számával meghatározott fajlagos nevek is vannak. A két csúcsúkat duplettáknak, a három csúcsot hármasoknak és így tovább. Néhányuk trükkösebb: Négy csúcs lehet akár négyszeres, vagy lehet, hogy egy duplett. A különbség az, hogy a négyszeres csúcsok azonos távolságra vannak, míg a dupletták duplettája két csúcspárt mutat, eltérő távolsággal a második és a harmadik csúcs között. Ugyanez vonatkozik a négyszeres és más multiplexekre: Az adott multiplett csúcsai azonos relatív távolsággal rendelkeznek. Ha a távolság közöttük eltérő, akkor egy nagyobb, nem pedig több multiplexet kell csoportosítania.
Peaks konvertálása Hertz-re
A csúcsértékeket milliomodrészben mérjük, ami - ebben az összefüggésben - a spektrográfok működési frekvenciájának milliomodját jelenti, de a J állandókat hertsekben fejezzük ki, tehát a J értékének meghatározása előtt meg kell konvertálnunk a csúcsokat. Ehhez szorozzuk meg a ppm a spektrográf frekvenciája alapján, hertzben, majd osztjuk egymással millióval. Ha például az értéke 1,262 ppm volt, és a spektrográfia 400 MHz-en vagy 400 millió Hz-nél működött, ez az első csúcs 504,84-es értékét adja.
Érkezés J-ba egy duplettől
Ismételje meg ezt a számítást a multiplett minden csúcsán, és írja le a megfelelő értékeket. Vannak online számológépek, amelyek felgyorsítják ezt a folyamatot, vagy használhat táblázatot vagy fizikai számológépet is, ha úgy akarja. A duplettől J kiszámításához egyszerűen vonja le az alacsonyabb értéket a magasabbból. Ha a második csúcs 502,68 értéket eredményez, akkor J értéke 2,02 Hz lenne. A hármas vagy négyszeres csúcsok mind azonos távolságra vannak, tehát ezt az értéket csak egyszer kell kiszámítani.
J Bonyolultabb multiplexekben
Bonyolultabb multiplexekben, mint például a dupletták duplettája, ki kell számolnia egy kicsi kapcsolási állandót az egyes csúcspárokon, és egy nagyobbot a csúcspárok között. Van néhány módszer a nagyobb állandó elérésére, de a legegyszerűbb az, hogy a harmadik csúcsot kivonjuk az elsőből, a negyedik csúcsot pedig a másodikból. A spektrográf hibájának nagysága általában körülbelül plusz vagy mínusz 0,1 Hz, tehát ne aggódjon, ha a számok kissé eltérnek. Átlagolja a kettőt, hogy megkapja az adott példa nagyobb állandóját.
Hármas duplex esetén ugyanez az érvelés érvényes. A három csúcs közötti kisebb konstans azonos a spektrográfiai hibahatáron belül, így a J kiszámításához úgy választhat ki egy csúcsot az első hármasban, és kivonja a megfelelő csúcs értékét a második hármasban. Más szavakkal: a 4. csúcs értékét kivonhatja az 1. csúcs értékéből, vagy az 5. csúcs értékét a 2. csúcs értékéből, hogy a nagyobb állandó legyen. Ismételje meg ismételten a nagyobb multiplexeknél, amíg a J csúcsot kiszámítja az egyes csúcskészletekre.