Carbon-13 NMR • 12 C 은 핵스핀이 없음 • 13 C 스핀이 있으나 1.1% 밖에 되지 않음 • 13 C의 gyromagnetic ratio (자기회전비율 기기분석 기기분석_핵자기공명분광법 핵자기공명분광법 1 • 13 C의 gyromagnetic ratio (자기회전비율 ) 는 1 H의 ¼ : 수소보다 낮은 진동수에서 회전함 → 결과적으로 잉여 핵의 수가 줄 어 들어 민감도가 떨어짐 • 신호는 약하고 노이즈와 구별 힘듦 • 수백 번 측정하여 평균됨
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Carbon-13 NMR
• 12C 은 핵스핀이 없음
• 13C 스핀이 있으나 1.1% 밖에 되지 않음
• 13C의 gyromagnetic ratio (자기회전비율
기기분석기기분석__핵자기공명분광법핵자기공명분광법
1
• 13C의 gyromagnetic ratio (자기회전비율) 는 1H의 ¼ : 수소보다 낮은 진동수에서회전함 → 결과적으로 잉여 핵의 수가 줄어 들어 민감도가 떨어짐
• 신호는 약하고 노이즈와 구별 힘듦
• 수백 번 측정하여 평균됨
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2
+1/2
ω = 60 MHz
hn
hn = hω
n = 60 MHz
-1/2
Ho
Absorption occurs
자연계 존재비율
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3
Frequency(MHz) Excess Nuclei
20 3
40 6
60 9
80 12
작동 진동수에 따른 잉여핵의 변화
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4
80 12
100 16
200 32
300 48
600 96
Ø 잉여 핵으로 공명 관측된다Ø 위 아래 상태의 점유도가 같으면, 포화되면 시그널을 관측할 수 없다Ø 작동 진동수가 높으면 -> 민감도 증가 -> 공명 시그널 강해짐Ø 높은 진동수에서 더 많은 개수의 핵이 전이를 일으키기 때문임.
핵종이 자기공명을 일으키는 흡수 진동수와 외부자기장의 세기
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5
수소, ~ 15 ppm수소, ~ 15 ppm
수소, 탄소 간단 비교
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6
탄소 , ~ 220 ppm탄소 , ~ 220 ppm
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7
기기분석기기분석__핵자기공명분광법핵자기공명분광법
8
13C / 1H 결합 스펙트럼
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9
13C NMR 의 특징
• 공명주파수가 수소의 ¼임
• H : 60 MHz = C : 15.1 MHz
• 피크의 세기는 탄소의 개수에 직접비례
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• 피크의 세기는 탄소의 개수에 직접비례하지않음
• 수소가 많이 결합된 탄소의 신호가 세개발생함
• NOE (Nuclear Overhauser Effect) : 탄소의 신호가 약해 수소의 신호를 빌려옴
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- 양자역학의 선택 규칙에 의해 화살표 방향대로만 전이 되어야 하나 이완과정은 동일한 선택 규칙을 따르지 않음
- 소량의 핵이 N4→N1 이완이 일어나며 점유도 차이를 유발하게 되고이것이 바로 수소-탄소 이종 핵 짝지움의 근원이됨
스핀-스핀 갈라짐
• 13C 의 갈라짐은 많이 중요하진 않음
• 13C 은 바로 결합된 수소와 인접 수소와 갈라짐으로 인해 매우 복잡하며 해석이 어려움