핵 자기 공명 (NMR) 분광기

Overview

출처: 헨릭 순데른 박사연구소 – 찰머스 공과대학

핵 자기 공명 (NMR) 분광기는 유기 화학자에게 중요한 분석 기술입니다. NMR의 도움으로 유기농 실험실의 작업이 대단히 촉진되었습니다. 분자의 구조에 대한 정보를 제공할 뿐만 아니라 시료의 내용과 순도를 결정할 수 있습니다. 열 분석 및 질량 분석(MS)과 같은 유기 화학자에게 일반적으로 발생하는 다른 기술과 비교하여 NMR은 시료의 회수가 중요할 때 가치가 있는 비파괴적 방법입니다.

유기 화학자에게 가장 자주 사용되는 NMR 기술중 하나는 양성자(1H) NMR입니다. 분자에 존재하는 양성자는 주변 화학 환경에 따라 다르게 작동하여 구조를 해명 할 수 있습니다. 더욱이, 시작 물질의 NMR 스펙트럼을 최종 제품의 것과 비교하여 반응의 완성을 모니터링할 수 있다.

이 비디오는 NMR 분광법을 유기 화학자의 일상 업무에서 어떻게 사용할 수 있는지 를 보여줍니다. 다음은 다음과 같습니다: i) NMR 샘플의 준비. ii) 반응을모니터링하기 위해 1 H NMR을 사용합니다. iii) 1H NMR의 반응으로부터 얻은 제품을 식별합니다. 도시될 반응은 알데히드(1)와케톤(2)(계획1)로부터E-샬콘(3)의 합성이다. 1

Scheme 1
계획 1. 합성 (2E)-3-(4-메톡시페닐)-1-(4-메틸페닐)-2-propen-1-1.

Procedure

1. NMR 시작 재료의 준비

  1. 깨끗한 NMR 튜브에 ~ 10 mg의 시작 재료를 추가합니다.
  2. 시작 물질을 ~0.7mL 의 유족 용매(예: CDCl3)로용해한다. 좋은 스펙트럼에 대한 용매의 적절한 높이는 4.5-5cm이다.
  3. NMR 튜브를 조심스럽게 캡에 캡하고 캡에 샘플 이름을 작성합니다.
  4. 샘플을 부드럽게 흔들어 모든 재료가 용해되었는지 확인합니다. 용매와 캡 사이의 접촉을 피하기 위해주의, 이는 샘플의 가능한 오염으로 이어질 수 있습니다.
  5. NMR 튜브를 조심스럽게 스피너에 삽입합니다. 스피너는 자석에 삽입되면 회전하여 전체 샘플이 균일한 자기장을 경험하도록 합니다. 지문과 먼지를 제거하기 위해 NMR 튜브와 스피너의 외부를 2 프로판올 및 실험실 조직으로 청소하십시오.
  6. 스피너를 샘플 깊이 게이지에 배치하여 NMR 튜브의 바닥이 분광기를 손상시킬 수 있는 NMR 프로브에 너무 멀리 삽입되지 않도록 합니다

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Results

시작재료(그림 12)의스펙트럼을 최종 생성물의스펙트럼(도 5)과비교하여 스펙트럼 간의 명확한 차이를 관찰할 수 있으며, 이는 샬콘의 형성을 나타낸다. 반응의 끝점은 다른 시간 간격으로 NMR 샘플을 채취하여 결정할 수 있습니다. 예를 들어, 알데히드 양성자 피크(C(=O) H)(1)는 도 3에서 볼 수 있지만 도 4에서는

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Application and Summary

NMR은, 예를 들어, 반응 중간체를 검출하는 데 사용될 수 있으며, 반응 메커니즘의 용해성 작업을 용이하게 한다. NMR의 도움으로 약물 개발에 중요한 분자 운동과 상호 작용을 관찰 할 수도 있습니다. 또한 NMR은 고체 재료에 대한 구조적 정보를 제공할 수 있습니다. 예를 들어 관찰된 재료 특성에 대한 근거를 제공합니다. NMR의 그밖 응용은 자기 공명 화상 진찰 (MRI)가 의학 진단을 위해 빈번히 이용되는 의학의 필드...

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References
  1. Ta, L., Axelsson, A., Bijl, J., Haukka, M., Sundén, H., Ionic Liquids as Precatalysts in the Highly Stereoselective Conjugate Addition of α,β-Unsaturated Aldehydes to Chalcones. Chem. Eur. J. 20 (43), 13889-13893 (2014).
  2. Table adapted from Graham Solomons, T. W. Fryhle, C. B., Organic Chemistry, 10th edition, Wiley, p. 387, 418 (2011).
  3. Clayden, J., Greeves, N., Warren, S., Wothers, P. Proton nuclear magnetic resonance. Organic Chemistry, Chapter 11, Oxford University Press, 269 (2001).
  4. Wu, X.-F., Neumann, H., Spannenberg, A., Schulz, T., Jiao, H., Beller, M.,Development of a General Palladium-Catalyzed Carbonylative Heck Reaction of Aryl Halides. J. Am. Chem. Soc. 132 (41), 14596-14602 (2010).
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Nuclear Magnetic ResonanceNMR SpectroscopyMolecular Structure DeterminationSample Purity AnalysisStrong Magnetic FieldEnergy LevelsSpectra VisualizationChemical Structure ElucidationNMR active NucleiIsotopes Studied 1H2H13C19F31PNMR PrinciplesNMR Sample PreparationNMR ApplicationsSuper conducting Magnet Cooling With Liquid Nitrogen And HeliumAlignment Of Atomic Nuclei With Magnetic FieldResonant FrequencyRadio Frequency RF RangeRF Coil Excitation

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0:00

Overview

1:11

Principles of NMR

4:01

Preparation of the Starting Material

5:30

Collection of Reaction Product for NMR

6:22

Results

7:53

Applications

9:43

Summary

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