zum Directory-modus

Tutorial MenueKernresonanzspektroskopie (NMR)Lerneinheit 9 von 13

Auswertung von C-NMR-Spektren

Gated-Decoupling-Verfahren

Da die Aufnahme von gekoppelten 13C-NMR-Spektren (für die Auswertung der Kopplungskonstanten) einen sehr großen Zeitaufwand (oft mehrere Stunden) erfordert, wurde mit dem Gated-Decoupling-Experiment ein Verfahren entwickelt, dass es gestattet, 13C-NMR-Spektren mit allen 13C-1H-Kopplungen in einer vertretbaren Zeit (ca. 1h) aufzunehmen.

Dabei werden die Protonen nicht wie beim Breitband-Entkopplungs-Experiment während des gesamten Messvorganges entkoppelt, sondern nur in dem Teil, wo keine Datenaufnahme erfolgt. So kann sich während der Entkopplung der Kern-Overhauser-Effekt (siehe Kapitel "Kern-Overhauser-Effekt") aufbauen, der zu einer Signalverstärkung führt. Beim 13C-Impuls und der Datenaufnahme ist dann die Entkopplung ausgeschaltet, so dass alle Kopplungen aufgezeichnet werden können.

Es folgt:
Erhöhung der Signalintensitäten, Kopplungen sichtbar, Zeitgewinn
Abb.1
Pulsprogramm

Beispiel Acetylsalicylsäure

Im folgenden Bild ist das Gated Decoupling Spektrum von Acetylsalicylsäure dargestellt.

Abb.2

Das Spektrum wird von den C-H-Kopplungen über eine Bindung dominiert; 1J CH liegt zwischen 130,2 Hz (CH3-Gruppe) und 164,1 Hz (aromatische CH-Gruppe).

Des Weiteren sind C-H-Kopplungen über zwei und drei Bindungen sichtbar (J < 9 Hz).

Es ist sehr schön die Abhängigkeit der C-H-Kopplungkonstanten von der Elektronegativität der Substituenten und dem s-Bindungsanteil (siehe auch "Spin-Spin-Kopplungen, Kopplung über eine Bindung") zu sehen. Eine Erhöhung führt zu steigenden Werten von JCH.

Die Kopplungsmuster entsprechen den Regeln für Spin 1/2-Kerne (Kapitel: "Spin-Spin-Kopplungen, Aufspaltungsregeln").

Beispiel

CH3-Gruppe (Kopplung C-H über eine Bindung), nach M = n + 1 = 3 + 1 = 4

Das 13C-Signal wird durch die drei benachbarten H-Atome in ein Quartett aufgespalten.

Vor- und Nachteile des Gated Decoupling-Experimentes:

Tab.1
Vor und Nachteile des Gated Decoupling-Experimentes:
VorteileNachteile
Alle Kopplungen sichtbar Spektren durch die Kopplungen häufig unübersichtlich
Bestimmung der Kopplungskonstanten möglichSignalzuordnung schwierig

Reversed-Gated-Decoupling-Experiment

Dieses Experiment dient zur Aufnahme von entkoppelten Spektren zur quantitativen Auswertung.

Dabei werden die Protonen nur während des 13C-Impulses und der Datenaufnahme entkoppelt. In der Zeit kann sich kein Kern-Overhauser-Effekt mehr aufbauen, so dass die "echten" Signalintensitäten erhalten bleiben, das Spektrum aber keine Kopplungen mehr aufweist.

Es folgt:
kein Kern-Overhauser-Effekt, keine 13C-1H-Kopplungen
Abb.3
Pulsprogramm
Seite 5 von 15