Sự khác biệt chính - 1H NMR so với 13C NMR

Thuật ngữ NMR là viết tắt của Hưởng từ hạt nhân. Đây là một kỹ thuật quang phổ được sử dụng trong hóa học phân tích để xác định hàm lượng, độ tinh khiết và cấu trúc phân tử có trong mẫu. Nó cung cấp cho chúng ta thông tin về số lượng và các loại nguyên tử có trong một phân tử cụ thể. Cơ sở của NMR là việc sử dụng các đặc tính từ của hạt nhân nguyên tử. NMR là một trong những công cụ mạnh nhất có thể được sử dụng để xác định cấu trúc phân tử của các hợp chất hữu cơ. Có hai loại NMR phổ biến: 1H NMR và 13C NMR. Sự khác biệt chính giữa 1H NMR và 13C NMR là 1H NMR được sử dụng để xác định loại và số nguyên tử hydro có trong phân tử trong khi 13C NMR được sử dụng để xác định loại và số nguyên tử cacbon trong phân tử.

Các lĩnh vực chính được bao phủ

1. NMR là gì - Cơ sở của NMR, Chuyển dịch hóa học 2. 1H NMR là gì - Định nghĩa, Tính năng, Ví dụ 3. 13C NMR là gì - Định nghĩa, Tính năng, Ví dụ 4. Sự khác biệt giữa 1H NMR và 13C NMR là gì - So sánh các điểm khác biệt chính

Thuật ngữ chính: Hạt nhân nguyên tử, Carbon, Tính chất từ, NMR, Proton

NMR là gì

Cơ sở của NMR

Tất cả các hạt nhân nguyên tử đều mang điện (do sự có mặt của proton). Một số hạt nhân nguyên tử có “spin” quanh trục của chính chúng. Khi một từ trường bên ngoài được áp dụng, một sự truyền năng lượng có thể xảy ra; với sự quay, các hạt nhân nguyên tử chuyển sang mức năng lượng cao từ mức năng lượng cơ bản. Sự chuyển giao năng lượng này tương ứng với một tần số vô tuyến, và khi spin quay trở lại mức năng lượng cơ bản, năng lượng này được phát ra ở cùng tần số với một tín hiệu. Tín hiệu này được sử dụng để mang lại phổ NMR cho các hạt nhân nguyên tử đó.

Thay đổi hóa chất

Sự dịch chuyển hóa học trong NMR là tần số cộng hưởng của một hạt nhân so với tiêu chuẩn. Các hạt nhân nguyên tử khác nhau cho các tần số cộng hưởng khác nhau tùy thuộc vào sự phân bố điện tử. Sự thay đổi tần số NMR của cùng một loại hạt nhân do sự khác biệt trong phân bố điện tử được gọi là sự dịch chuyển hóa học.

1H NMR là gì

1H NMR là một phương pháp quang phổ được sử dụng để xác định các loại và số lượng nguyên tử hydro có trong phân tử. Trong kỹ thuật này, mẫu (phân tử / hợp chất) được hòa tan trong dung môi thích hợp và được đặt bên trong máy quang phổ NMR. Sau đó, thiết bị sẽ cho một phổ hiển thị một số đỉnh của các proton có trong mẫu và cả trong dung môi. Nhưng việc xác định các proton có trong mẫu rất khó khăn do sự can thiệp đến từ các proton của dung môi. Do đó, nên sử dụng dung môi thích hợp không chứa proton. Ví dụ: nước lọc (D₂O), aceton deuterated ((CD₃)₂CO), CCl₄, Vân vân.

Hình 1: NMR 1H cho Ethyl Acetate

Ở đây, các đỉnh được tạo bởi các nguyên tử hydro khác nhau được cho với các màu khác nhau.

Phạm vi dịch chuyển hóa học của 1H NMR là 0-14 ppm. Để thu được phổ NMR cho 1H NMR, phương pháp sóng liên tục được sử dụng. Tuy nhiên, đây là một quá trình chậm. Vì dung môi không chứa bất kỳ proton nào, nên phổ 1H NMR không có cực đại đối với dung môi.

13C NMR là gì

13C NMR được sử dụng để xác định loại và số lượng nguyên tử cacbon trong phân tử. Tại đây, mẫu (phân tử / hợp chất) được hòa tan trong dung môi thích hợp và được đặt bên trong máy quang phổ NMR. Sau đó, thiết bị sẽ cho quang phổ hiển thị một số đỉnh của các proton có trong mẫu. Không giống như trong 1H NMR, chất lỏng chứa proton có thể được sử dụng làm dung môi vì phương pháp này chỉ phát hiện các nguyên tử cacbon, không phát hiện proton.

Hình 2: 13C NMR cho benzen. Vì tất cả các nguyên tử cacbon đều tương đương trong phân tử, nên phổ NMR này chỉ cho một cực đại.

13C NMR là nghiên cứu về sự thay đổi spin của các nguyên tử cacbon. Phạm vi dịch chuyển hóa học cho 13C NMR là 0-240 ppm. Để thu được phổ NMR, có thể sử dụng phương pháp biến đổi Fourier. Đây là một quá trình nhanh, nơi có thể quan sát thấy đỉnh dung môi.

Sự khác biệt giữa 1H NMR và 13C NMR

Sự định nghĩa

1H NMR: 1H NMR là một phương pháp quang phổ được sử dụng để xác định các loại và số lượng nguyên tử hydro có trong phân tử.

13C NMR: 13C NMR là một phương pháp quang phổ được sử dụng để xác định các loại và số lượng nguyên tử cacbon có trong phân tử.

Phát hiện

1H NMR: 1H NMR phát hiện hạt nhân proton.

13C NMR: 13C NMR phát hiện hạt nhân carbon.

Phạm vi thay đổi hóa học

1H NMR: Phạm vi dịch chuyển hóa học của 1H NMR là 0-14 ppm.

13C NMR: Phạm vi dịch chuyển hóa học của 13C NMR là 0-240 ppm.

Phương pháp

1H NMR: Để thu được phổ NMR cho 1H NMR, phương pháp sóng liên tục được sử dụng.

13C NMR: Để thu được phổ NMR, có thể sử dụng phương pháp biến đổi Fourier.

Sự tiến triển

1H NMR: Quá trình 1H NMR diễn ra chậm.

13C NMR: Quá trình 13C NMR diễn ra nhanh chóng.

Đỉnh dung môi

1H NMR: Phổ 1H NMR không cho đỉnh dung môi.

13C NMR: 13C NMR cho một đỉnh dung môi.

Phần kết luận

NMR là một kỹ thuật quang phổ được sử dụng để xác định các dạng nguyên tử khác nhau có trong một phân tử nhất định. Có hai loại kỹ thuật NMR được đặt tên là 1H NMR và 13C NMR. Sự khác biệt chính giữa 1H NMR và 13C NMR là 1H NMR được sử dụng để xác định loại và số nguyên tử hydro có trong phân tử trong khi 13C NMR được sử dụng để xác định loại và số nguyên tử cacbon trong phân tử.

Thẩm quyền giải quyết:

1. Hoffman, Roy. NMR là gì? Ngày 3 tháng 5 năm 2015, có sẵn tại đây. 2. Raju Sanghvi, dược sĩ Theo. “SO SÁNH GIỮA 1 H & 13 C NMR.” LinkedIn SlideShare, ngày 20 tháng 9 năm 2014, có sẵn tại đây.

Hình ảnh lịch sự:

1. “1H NMR Ethyl Acetate Coupling hiển thị” bởi 1H_NMR_Ethyl_Acetate_Coupling_shown.gif: T.vanschaik Công việc cải tiến: H Padleckas (talk) - Tệp này được lấy từ 1H NMR Ethyl Acetate Coupling được hiển thị - 2.png (CC BY-SA 3.0) qua Commons Wikimedia 2. “Benzen c13 nmr” của DFS454 (talk) - (CC BY-SA 3.0) qua Commons Wikimedia