安东尼·n·戴维斯a、b
和马塞尔•西蒙斯一个
一个战略研究小组,测量和分析科学,阿克苏诺贝尔化学品b.V。代芬特尔,荷兰
b国家电力、可持续环境研究中心、学院计算、工程和科学,英国南威尔士大学
许多年前,我参与了一个项目,一会儿我梦见利用核磁共振(NMR)谱的能力看不同的硅氧化环境。半岛综合体育官方APP下载德甲找到一个核磁共振的复杂性专家有能力和时间,和愿意将他们的这些测量仪与低丰度和核通常复杂的自旋系统是巨大的。项目的时间意味着我不得不放弃了一个非常快速和有前途的解决我的问题。自从经历,我通常会避免锁定角的折磨与NMR专家和在自己熟悉的和平水域旋转½碳13和质子核磁共振光谱学。半岛综合体育官方APP下载德甲我很高兴说我最近的舒适区由一个核磁共振专家不仅对这些有趣的核进行测量,也乐意去鼓吹其效用。马塞尔•西蒙斯热情地提出了如何发展可用的硬件,更高的现场仪表,更好的多核探测器包括冷冻器选项,波谱仪控制系统和桌面NMR数据处理软件都结合起来使无机核的测量可能普遍很有帮助,经常补充,其他光谱技术分析工具。
表1。一些常见的同位素用于核磁共振分析和它们的相对敏感性假设相同的T1和T2弛豫时间和温度。
核 |
天然丰度(%) |
自旋(我) |
磁矩µ(µZ/µN) |
旋磁比(γ) |
摩尔敏感性(rel。1H) |
接受自然ab。(rel。1H) |
1H |
99.99% |
0.5 |
2.793 |
26.7522 |
1.0000 |
100.000% |
7李 |
92.41% |
1.5 |
3.256 |
10.397704 |
0.2940 |
27.100% |
11B |
80.10% |
1.5 |
2.689 |
8.584707 |
0.1650 |
13.200% |
13C |
1.07% |
0.5 |
0.702 |
6.7283 |
0.0159 |
0.018% |
23Na |
100.00% |
1.5 |
2.218 |
7.0808516 |
0.0927 |
9.270% |
25毫克 |
10.00% |
2.5 |
-0.855 |
-1.63884 |
0.0027 |
0.027% |
27艾尔 |
100.00% |
2.5 |
3.642 |
6.976278 |
0.2070 |
20.700% |
29日如果 |
4.69% |
0.5 |
-0.555 |
-5.31903 |
0.0079 |
0.037% |
35Cl |
75.76% |
1.5 |
0.822 |
2.6241991 |
0.0047 |
0.358% |
39K |
93.26% |
1.5 |
0.392 |
1.2500612 |
0.0005 |
0.048% |
79年Br |
50.69% |
1.5 |
2.106 |
6.725619 |
0.0795 |
4.030% |
81年Br |
49.31% |
1.5 |
2.271 |
7.249779 |
0.0995 |
4.910% |
135年英航 |
6.59% |
1.5 |
0.839 |
2.67769 |
0.0050 |
0.033% |
灵敏度的神话和传说
在过去的一个最大的问题是缺乏敏感性的“异国情调”核的核磁共振仪器。对于那些不熟悉的技术,值得记住的是,基本上只有同位素含有奇数个质子或中子的磁矩和角动量检测到核磁共振光谱学。半岛综合体育官方APP下载德甲其他同位素偶数质子或中子的自旋为零,不能检测到。任何特定的基本灵敏度核是一个函数的相对丰度(自然NMR活跃的同位素)的浓度和磁矩。当然,分析测量同位素的原子核只存在于非常低丰度总是一个选项来选择实验使用isotopically浓缩样品。然而,这通常是一个昂贵的选择,而不是用于许多除了在非常特殊的情况下,并不是一个日常分析的解决方案。
如果你成功说服你的核磁共振专家开展这些无机实验通常用于意味着把仪器长时间不仅转换到不同的探测头,只是为了获得足够的扫描,以提供一个足够好的信噪比允许接收的数据有意义的解释。根据表1中可以很容易地看到,天然丰度,自旋状态和磁矩为一些常见的无机同位素核磁共振。这个词相对接受核响应作为一个更有用的指南。产品的相对灵敏度和同位素的自然丰度相比,质子。所以,不敏感的神话的无机同位素核磁共振在有机物可以揭穿在某种程度上,如果我们看的感受性13C,相对与接受度1H是0.0159×1.108 = 0.018%。表1的所有常见无机物选择做得更好13C !当然,样品中碳的绝对浓度也起着关键作用的最后信噪比测量相比,质子核磁共振光谱学。半岛综合体育官方APP下载德甲所以对于科学家专注于有机或有机金属化学,这是一种虚假的比较。但值得注意的是,它是不无机的敏感性同位素在NMR抑制因子在他们自己的权利。
磁场强度的影响等。
强磁铁大大帮助提供更好的信噪比。说,翻倍的磁场强度从300兆赫到600兆赫仪器,同时保持其他一切不变,双打的人口差异引起的样本(玻耳兹曼分布)。此外,当前的探测头双打而只会增加所产生的噪音的头部(探测头的整体改进效果= 2 / = 1.4142)给一个总体有利提高信噪比翻倍的2×1.4142 = 2.8284,其他一切都是平等的。
一个额外的有益效果是线宽的缩小,因为这可以带来在某些情况下弱信号的噪声。表2总结了一些上面讨论的因素和一些额外的考虑将影响无机核磁共振光谱学的适用性在光谱实验室的日常工作。半岛综合体育官方APP下载德甲有些是受到特定同位素的分析,一些可用的仪器包括探头类型和孔可用,一些影响到的分子环境同位素测量。
表2。一些影响的敏感性无机核磁共振的特定同位素。
样品/同位素因素 |
|
仪器因素 |
|
解耦和多维实验,定量限
与广泛应用同位素一系列揭示实验也可用于无机同位素。图1和图2显示一个质子脱钩实验的有益作用119年Sn频谱。
图1所示。119年Sn 145毫克样品的光谱1.1 g CDCl3经颅磁刺激标准为0.03%。
图2。相同的细节119年Sn 145毫克样品的光谱1.1 g CDCl30.03% TMS标准显示(底部)最初的耦合测量和(上)一个质子的有益作用分离实验的信噪比。总之,平均1 h维实验限制基于10×的量化信噪比通常的10年代实现毫克公斤1的范围内。
然而,多维光谱实验也适用于无机同位素,和图3是一个多半岛综合体育官方APP下载德甲维核磁共振实验可以给连接的洞察力和安排的复杂结构的无机半个。这里的远程联轴器(2 - 4债券)显示在一个杂环的多重键关联(HMBC)实验。1 - 3
图3。29日如果核磁共振光谱1H,29日如果HMBC实验高峰作业。66毫克样品,1500毫克CDCl3。
结论
我一直惊讶已经变得多么容易执行无机核磁共振实验提供良好的见解没有其他方式技术可以提供样品。烫发,我确信我们可以获得更多的信息从我们的样品现在,以相对较少的努力比早些年以上仪器。我们只能建议你试试yourselves-you可能非常高兴的结果!
引用
- a .伯灵顿和中频萨默斯“质子和碳13作业sensitivity-enhanced检测杂环的多重键连接通过2 d多个量子NMR”,j。化学。Soc。108年,2093 (1986)。https://doi.org/10.1021/ja00268a061
- 电子艺界威廉姆斯和J.D. Cargioli,“硅核磁共振光谱学29日”半岛综合体育官方APP下载德甲年度报告在核磁共振光谱学,卷。9半岛综合体育官方APP下载德甲Ed G.A.韦伯。学术出版社,第221页(1979)。ISBN: 978 - 0125053099
- m . Witanowski“氮核磁共振光谱学”,半岛综合体育官方APP下载德甲纯粹的达成。化学。37,225 - 233 (1974)。https://doi.org/10.1351/pac197437010225
