有助于NMR活性的核的特征

有助于NMR活性的核的特征
通过旋转电子包围的核
通过旋转电子包围的核

大多数人都认为\(^ 1h \)和\(^ 1 ^ 3c \)是唯一提供有用的NMR光谱信息的两个核。由于对自然和合成化合物的这两个元素大的丰富大量,这是很大程度上的。但是,几个其他核的贡献不能被忽视。本文审查了一些这样的核,也是有助于此类核的因素表现出NMR活性。

原子的核包含称为中性的中性颗粒和称为质子的带正电荷的颗粒。纺丝核具有相关的旋转量子数I,其是组成质子和中子的各个旋转的矢量和。用于非旋转核的旋转量子数为零,纺丝核的非零。

i = 0 - 示例\(^ 1 ^ 2c \)和\(^ 1 ^ 6o \)

i = 1 - 示例\(^ 2h \)和\(^ 1 ^ 4n \)

i = 1/2 - 示例\(^ 1h \),\(^ 1 ^ 3c \),\(^ 1 ^ 9f \),\(^ 3 ^ 1p \)

具有1/2或其倍数的核是NMR活性的理想候选者。然而,除了旋转角动量之外,还有其他因素也决定了NMR信息的活性和核可以提供的。

除了1H提供有用的NMR信息的其他常见核是\(^ 1 ^ 3c \),\(^ 1 ^ 9f \)和\(^ 3 ^ 1p \)。现在我们将看到有哪些功能对他们的NMR活动有贡献

同位素丰富

所有四个核具有I = 1/2,但其NMR活性差异显着。同位素丰富和灵敏度是如下表提供:

同位素 同位素丰富 相对敏感性
\(^ 1h \) 99.98% 1.00
\(^ 1 ^ 3c \) 1.11% 0.02
\(^ 1 ^ 9f \) 100% 0.83
\(^ 3 ^ 1p \) 100% 0.07

即使样品量低,具有高同位素丰度的核显示出强烈的NMR信号。另一方面,具有低丰度的同位素,例如\(^ 1 ^ 3c \)需要大的样本量来提供有意义的光谱信息。\(^ 1 ^ 7o \)是一个自然丰度为0.037%的另一个例子,因此需要重大的样品富集以获得有用的光谱数据。

灵敏度

1h具有1.00的最高灵敏度,其他核具有较低的值。对于具有低灵敏度和同位素丰富值的核来说,这是简单的逻辑,需要更长时间和更大的富集来获得有意义的光谱信息。\(^ 1 ^ 0 ^ 3rh \)是另一个有趣的例子。同位素具有100%丰度,但具有0.000031的极低灵敏度值,因此得到的光谱信息几乎毫无意义。但是,\(^ 1 ^ 0 ^ 3rh \)可以与其他自旋有源核耦合,例如\(^ 1h \)和\(^ 1 ^ 3c \),以提供有用的结构细节。

除了四个常见的NMR活性核之外,还有几个其他的,例如\(^ 1 ^ 1b \),\(^ 2 ^ 3na \),\(^ 1 ^ 5n \),\(^ 2 ^ 9si \),\(^ 1 ^ 0 ^ 9ag \),\(^ 1 ^ 9 ^ 9hg \)和\(^ 2 ^ 0 ^ 7pb \),它能够基于丰富和灵敏度提供有用的NMR信息。这些特征有助于提供有关有机金属和金属间化合物的有用结构信息。

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