Differenza tra 1H NMR e 13C NMR

Differenza principale - 1H NMR vs 13C NMR

Il termine NMR sta per Risonanza magnetica nucleare. È una tecnica spettroscopica utilizzata nella chimica analitica per la determinazione del contenuto, della purezza e delle strutture molecolari presenti in un campione. Ci dà informazioni sul numero e sui tipi di atomi presenti in una particolare molecola. La base dell'NMR è l'uso delle proprietà magnetiche dei nuclei atomici. NMR è uno degli strumenti più potenti che possono essere utilizzati per determinare la struttura molecolare dei composti organici. Esistono due tipi comuni di NMR: 1H NMR e 13C NMR. La differenza principale tra 1H NMR e 13C NMR è quella 1H NMR viene utilizzato per determinare i tipi e il numero di atomi di idrogeno presenti in una molecola, mentre 13C NMR viene utilizzato per determinare il tipo e il numero di atomi di carbonio in una molecola.

Aree chiave coperte

1. Cos'è l'NMR
      - Base di NMR, chemical shift
2. Che cos'è 1H NMR
     - Definizione, caratteristiche, esempi
3. Che cos'è 13C NMR
     - Definizione, caratteristiche, esempi
4. Qual è la differenza tra 1H NMR e 13C NMR
     - Confronto tra le principali differenze

Termini chiave: Nuclei atomici, carbonio, proprietà magnetiche, NMR, protone

Cos'è l'NMR

Base di NMR

Tutti i nuclei atomici sono caricati elettricamente (a causa della presenza di protoni). Alcuni nuclei atomici hanno una "rotazione" attorno al proprio asse. Quando viene applicato un campo magnetico esterno, è possibile un trasferimento di energia; con la rotazione, i nuclei atomici raggiungono un livello di energia elevato da un livello di energia di base. Questo trasferimento di energia corrisponde a una frequenza radio e quando lo spin ritorna al livello di energia di base, questa energia viene emessa alla stessa frequenza di un segnale. Questo segnale è usato per produrre uno spettro NMR per quel nucleo atomico.

Chemical Shift

Lo spostamento chimico in NMR è la frequenza di risonanza di un nucleo rispetto allo standard. I diversi nuclei atomici danno diverse frequenze di risonanza a seconda delle distribuzioni elettroniche. Le variazioni delle frequenze NMR dello stesso tipo di nuclei dovute alle differenze nelle distribuzioni elettroniche sono note come lo spostamento chimico.

Che cos'è 1H NMR

1H NMR è un metodo spettroscopico utilizzato per determinare i tipi e il numero di atomi di idrogeno presenti in una molecola. In questa tecnica, il campione (molecola / composto) viene dissolto in un solvente adatto e collocato all'interno dello spettrofotometro NMR. Quindi l'apparecchiatura darà uno spettro che mostra alcuni picchi per i protoni presenti nel campione e nel solvente. Ma la determinazione dei protoni presenti nel campione è difficile a causa dell'interferenza proveniente dai protoni del solvente. Pertanto, deve essere usato un solvente adatto che non contenga protoni. Es .: acqua deuterata (D₂O), acetone deuterato ((CD₃)₂CO), CCl₄, eccetera.

Figura 1: 1 NMR per etil acetato

Qui, i picchi dati da diversi atomi di idrogeno sono dati in diversi colori.

L'intervallo di spostamento chimico di 1H NMR è 0-14 ppm. Nell'ottenere gli spettri NMR per 1H NMR, viene utilizzato il metodo a onda continua. Tuttavia, questo è un processo lento. Poiché il solvente non contiene alcun protone, gli spettri 1H NMR non hanno picchi per il solvente.

Che cos'è 13C NMR

13C NMR viene utilizzato per determinare il tipo e il numero di atomi di carbonio in una molecola. Anche qui, il campione (molecola / composto) viene dissolto in un solvente adatto e collocato all'interno dello spettrofotometro NMR. Quindi l'apparecchiatura darà spettri che mostrano alcuni picchi per i protoni presenti nel campione. A differenza di 1H NMR, i solventi contenenti protoni possono essere utilizzati come solvente poiché questo metodo rileva solo atomi di carbonio, non protoni.

Figura 2: 13R NMR per benzene. Poiché tutti gli atomi di carbonio sono equivalenti nella molecola, questo spettro NMR fornisce un solo picco.

13C NMR è lo studio delle variazioni di spin negli atomi di carbonio. L'intervallo di spostamento chimico per 13C NMR è 0-240 ppm. Per ottenere lo spettro NMR, è possibile utilizzare il metodo di trasformazione di Fourier. Questo è un processo veloce in cui è possibile osservare un picco di solvente.  

Differenza tra 1H NMR e 13C NMR

Definizione

1H NMR: 1H NMR è un metodo spettroscopico utilizzato per determinare i tipi e il numero di atomi di idrogeno presenti in una molecola.

13C NMR: 13C NMR è un metodo spettroscopico utilizzato per determinare i tipi e il numero di atomi di carbonio presenti in una molecola.

rivelazione

1H NMR: 1H NMR rileva i nuclei protonici.

13C NMR: 13C NMR rileva i nuclei di carbonio.

Gamma di prodotti chimici

1H NMR: L'intervallo di spostamento chimico di 1H NMR è 0-14 ppm.

13C NMR: L'intervallo di spostamento chimico di 13C NMR è 0-240 ppm.

Metodo

1H NMR: Nell'ottenere gli spettri NMR per 1H NMR, viene utilizzato il metodo a onda continua.

13C NMR: Per ottenere lo spettro NMR, è possibile utilizzare il metodo di trasformazione di Fourier.

Progressione

1H NMR: Il processo 1H NMR è lento.

13C NMR: Il processo 13C NMR è veloce.

Solvent Peak

1H NMR: Gli spettri 1H NMR non danno un picco di solvente.

13C NMR: 13C NMR fornisce un picco di solvente.

Conclusione

NMR è una tecnica spettroscopica utilizzata per determinare le diverse forme di atomi presenti in una data molecola. Esistono due tipi di tecniche NMR denominate 1H NMR e 13C NMR. La differenza principale tra 1H NMR e 13C NMR è che 1H NMR è usato per determinare i tipi e il numero di atomi di idrogeno presenti in una molecola mentre 13C NMR è usato per determinare il tipo e il numero di atomi di carbonio in una molecola.

Riferimento:

1. Hoffman, Roy. Cos'è l'NMR? 3 maggio 2015, disponibile qui.
2. Raju Sanghvi, farmacista Follow. "CONFRONTO TRA 1 H & 13 C NMR." LinkedIn SlideShare, 20 settembre 2014, disponibile qui.

Cortesia dell'immagine:

1. "1H NMR etil acetato Accoppiamento mostrato" da 1H_NMR_Ethyl_Acetate_Coupling_shown.GIF: T.vanschaikderivative work: H Padleckas (talk) - Questo file è stato derivato da1H NMR Ethyl Acetate Coupling mostrato - 2.png (CC BY-SA 3.0) via Commons Wikimedia
2. "Benzene c13 nmr" di DFS454 (parlare) - (CC BY-SA 3.0) via Commons Wikimedia