16.1 : NMR von konformationell flexiblen Molekülen: Zeitliche Auflösung

Bei Raumtemperatur erfährt die Sesselkonformation von Cyclohexan eine schnelle Ringinversion zwischen zwei äquivalenten Sesselkonformationen mit einer Geschwindigkeit von ungefähr 10^5 Mal pro Sekunde. Diese beiden Sesselkonformationen befinden sich im Gleichgewicht. Die schnelle Ringinversion führt zur Umwandlung des axialen Protons in ein äquatoriales Proton und eines äquatorialen in das axiale Proton. Solche Umwandlungen sind zu schnell und können auf der NMR-Zeitskala nicht erkannt werden. Daher kann das NMR-Spektrometer nicht zwischen den axialen und äquatorialen Protonen unterscheiden, was zu einem einzigen Peak bei δ 1,4 führt.

In ähnlicher Weise mittelt NMR alle Konformationen eines Moleküls mit schnellen Konformationsgleichgewichten. Beispielsweise haben die CH_3-Protonen in Bromethan aufgrund der schnellen internen Rotation der Kohlenstoff-Kohlenstoff-Bindung eine einzige Resonanz- und Kopplungskonstante für die Aufspaltung durch die CH_2-Protonen. Schließlich wird neben Konformationsgleichgewichten auch der zeitmittelnde Effekt der NMR-Spektroskopie bei einigen chemischen Reaktionen beobachtet.