16.2 : ^1H NMR konformacyjnie elastycznych cząsteczek: NMR w zmiennej temperaturze

Protony osiowe i równikowe w cykloheksanie można rozróżnić, wykonując eksperyment NMR w zmiennej temperaturze. W tym procesie, z wyjątkiem jednego protonu, pozostałe jedenaście protonów jest zastępowanych deuterem. Podstawienie deuterem zapobiega możliwemu rozszczepieniu piku spowodowanemu przez sprzężenie spin-spin między sąsiednimi protonami. Pozostały proton przeskakuje między położeniem osiowym i równikowym.

Rysunek 1. Widma NMR protonów zależne od temperatury cykloheksanu

Rysunek 1 przedstawia widmo NMR protonów próbki podstawionej deuterem, zarejestrowane w różnych temperaturach. W temperaturze pokojowej szybkie przewrócenie pierścienia cykloheksanu skutkuje pojedynczym ostrym pikiem. Gdy temperatura spada do −60°C, szybkość wzajemnej konwersji krzesło-krzesło spada, co powoduje poszerzenie piku.

Dalsze obniżanie temperatury poszerza pik, tworząc siodło, które rozdziela się na dwa piki. Po osiągnięciu temperatury niższej niż −89°C powstają dwa ostre, dobrze rozdzielone piki odpowiadające protonom równikowym i osiowym. Piki odpowiadające protonom równikowym i osiowym występują odpowiednio przy δ 1,62 i 1,14. W tak niskich temperaturach szybkość wzajemnej konwersji krzesło-krzesło znacznie spada, co umożliwia wykrycie dwóch odrębnych zestawów protonów w skali czasowej NMR.