13C NMR - Direktori File UPI

NMR

13 C NMR

SPECTROSCOPY

NMR

12C tidak aktif (NMR) I = 0

13C memiliki spin, I = 1/2

(no massa ganjil)

Signal ¹³C 6000 kali lebih lemah

dibandingkan ¹H

PULSED FT-NMR IS REQUIRED

Range geseran kimia lebih besar dibandingkan proton

0 - 200 ppm

Fakta

Fakta Penting Penting Tentang Tentang 13 13 C NMR C NMR

1. Kelimpahan di alam dari ¹³C kecil (1.08% dari seluruh C)

2. Momen magnet dari ¹³C kecil

NMR

Dengan kuat medan magnet sama

13

C beresonansi pada frekuensi yang lebih rendah dari

¹

H

1 H

1.41 T 60 MHz 2.35 T 100 MHz 7.05 T 300 MHz

13 C

1.41 T 15.1 MHz 2.35 T 25.0 MHz 7.05 T 75.0 MHz

Fakta

Fakta Penting Penting Tentang Tentang 13 13 C NMR C NMR

NMR

Kelimpahan di alam

13C kecil (1.08%

dari seluruh C)

Kemungkinan

menemukan dua atom

13C bersebelahan pada molekul tunggal kecil

Kopling

13C - ¹³C NO!

Spektra ditentukan oleh kontribusi banyak molekul terhadap spektrum masing-masing

hanya memiliki satu atom ¹³C

Kopling

13C – ¹H YES !

Fakta

Fakta Penting Penting Tentang Tentang 13 13 C NMR C NMR

NMR

n+1 = 4 n+1 = 3 n+1 = 2 n+1 = 1

3 proton 2 proton 1 proton 0 proton

Karbon

metil Karbon

metilen Karbon

metin Karbon

kuarterner ( berlaku aturan n+1 )

(Konstanta kopling lebih besar ~ 100 - 200 Hz)

Kopling

Kopling 13 13 C C terhadap terhadap 1 1 H H

NMR Kopling Kopling 13 13 C C terhadap terhadap 1 1 H H

NMR

Metode umum yang digunakan dalam menentukan spektrum

13C NMRadalah dengan mengiradiasi seluruh inti hidrogen dalam molekul dan

pada saat yang sama resonansi C diukur

Membutuhkan sumber frekuensi radio sekunder (pendekopling) yang diset terhadap frekuensi inti ¹H sementara sumber frekuensi

primer di set terhadap frekuensi inti ¹³C

frequency.

1 H- 13 C

RF source 2 continuously

RF source 1

saturates hydrogens

pulse tuned to carbon-13

13C signal (FID) measured

“the decoupler”

Spektra

Spektra Dekopling Dekopling 1 1 H H

NMR Spektra Spektra Dekopling Dekopling 1 1 H H

Pada metode ini inti hidrogen “dijenuhkan”,

inti ¹H berotasi secara cepat antara dua keadaan spin-nya (+1/2 dan -1/2) dan inti C mengobservasi kopling

rata-rata terhadap hidrogen (dalam hal ini nol)

1H tidak saling kopling dengan ¹³C Setiap C memberikan puncak singlet, spektrum mudah diinterpretasi

(situasi dimana transisi di daerah downward sama banyak dengan upward,

semua terjadi secara cepat)

spektrum ¹³C diukur

NMR

13C kopling terhadap ¹H

Puncak

multiplet dapat saling overlap

13C dekopling terhadap ¹H

Spektrum lebih mudah

diinterpretasikan

Spektra

Spektra Dekopling Dekopling 1 1 H H

NMR

q t t

s s

d d

d

Beberapa

Beberapa instrumeninstrumen memperlihatkanmemperlihatkan multiplisitasmultiplisitas daridari puncakpuncak padapada spektra

spektra dekoplingdekopling

s = singlet t = triplet d = doublet q = quartet CODE :

Spektra

Spektra Dekopling Dekopling 1 1 H H

NMR

R-CH

₃

8 - 30 R

₂

CH

₂

15 - 55 R

₃

CH 20 - 60

C-I 0 - 40

C-Br 25 - 65

C-N 30 - 65

C-Cl 35 - 80

C-O 40 - 80

C C 65 - 90

C=C 100 - 150

C N 110 - 140

110 - 175

R-C-OR O

R-C-OH O

155 - 185 R-C-NH

₂

O

155 - 185 R-C-H

O

R-C-R O

185 - 220

Perkiraan

Perkiraan δ δ atom C ( atom C ( ppm ppm ) )

NMR

Aldehydes Ketones

Acids Amides

Esters Anhydrides Aromatic ring carbons

Unsaturated carbon - sp²

Alkyne

carbons - sp Saturated carbon - sp³

electronegativity effects Saturated carbon - sp³ no electronegativity effects

C=O

C=O

C=C

C C

200 150 100 50 0

200 150 100 50 0

8 - 30 15 - 55 20 - 60 40 - 80 35 - 80 25 - 65 65 - 90 100 - 150 110 - 175 155 - 185 185 - 220 C-O

C-Cl C-Br

R₃CH R₄C R-CH₂-R

R-CH₃

RANGE

/

Perkiraan

Perkiraan δ δ atom C ( atom C ( ppm ppm ) )

NMR

nitriles acid anhydrides

acid chlorides amides

esters

carboxylic acids aldehydes

α,β-unsaturated ketones ketones

220 200 180 160 140 120 100 ppm

Perkiraan

Perkiraan δ δ atom C ( atom C ( ppm ppm ) )

NMR

200 150 100 50 0

PROTON DECOUPLED

HO-CH₂-CH₂-CH₃ c b a

Contoh

Contoh spektrum spektrum

NMR Contoh Contoh spektrum spektrum

NMR Contoh Contoh spektrum spektrum

NMR Contoh Contoh spektrum spektrum

NMR Contoh Contoh spektrum spektrum

NMR Contoh Contoh spektrum spektrum

NMR

Cl a Cl

a

b

b c c

Contoh

Contoh spektrum spektrum

NMR Contoh Contoh spektrum spektrum

Cl Cl

c a

a d b d

NMR

1. J modulated spin echo experiment (Attached Proton Test APT)

2. INEPT (Insensitive Nuclei Enhanced by Polarization Transfer)

3. DEPT (Distortionless Enhancement by Polarization Transfer)

Experiment using Complex Pulse Sequences

NMR APT APT

NMR APT APT

NMR INEPT INEPT

NMR DEPT DEPT

NMR DEPT DEPT