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Tutorial MenueKernresonanzspektroskopie (NMR)Lerneinheit 10 von 13

Interpretation von NMR-Spektren anderer Kerne

31Phosphor-NMR-Spektren

Die Vorteile des 31P-Kerns sind offensichtlich. Mit einer Kernspinquantenzahl von 1/2, einer natürlichen Häufigkeit von 100% sowie hoher relativer Empfindlichkeit und einem positiven gyromagnetischen Verhältnis sind die Voraussetzungen für einen für die NMR-Spektroskopie sehr empfindlichen Kern gegeben.

Tab.1
Kerneigenschaften
KernInatürliche Häufigkeit in %γ · 10-8 in T-1s-1relat. EmpfindlichkeitMessbarkeit
1H 1/2 99,985 2,6738 1,00 sehr gut
31P 1/2 100 1,0828 6,63 · 10 2 sehr gut

31P-NMR-Spektren sind quantitativ meist gut auswertbar.

Die P-chemischen Verschiebungen werden in der Regel aus dem protonenentkoppelten 31P-Spektrum bestimmt, für die Zuordnung der einzelnen Signale ist die Auswertung eines gekoppelten 31P-Spektrums (P-X Kopplungen enthalten) oder 2D-NMR-Spektrums sinnvoll.

In einigen Fällen ist die Berechnung der P-chemischen Verschiebungen mittels Inkrementsystemen möglich, die Genauigkeit ist aber durch die Einbeziehung der d-Elektronen etwas ungenauer als die Berechnungen der C-chemischen Verschiebungen.

Standardverbindung

Als Standardsubstanz (vgl. TMS bei 1H, 13C, 29Si) wird in der 31P-NMR-Spektroskopie hauptsächlich 85%ige Phosphorsäure (H3PO4, δP=0 ppm) verwendet.

Anwendung

Angewendet wird die 31P-NMR-Spektroskopie neben der Strukturaufklärung anorganischer und organischer Verbindungen auch in der Biochemie und Medizin, dort auch für in vivo-Untersuchungen.

Der 31P-Kern ist für in vivo-NMR-Experimente sehr gut geeignet. Phosphororganische Verbindungen spielen in lebenden Organismen und insbesondere beim Energiestoffwechsel eine große Rolle; ihre Anzahl ist aber begrenzt. Beispielsweise können in Muskeln, im Herzen, im Gehirn und in anderen Organen die Zustände vor und nach Belastung anhand der Verhältnisse der organischen Phosphorverbindungen zueinander unterschieden werden.

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