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
Beispiel Acetylsalicylsäure
Im folgenden Bild ist das Gated Decoupling Spektrum von Acetylsalicylsäure dargestellt.
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:
Vorteile | Nachteile |
---|---|
Alle Kopplungen sichtbar | Spektren durch die Kopplungen häufig unübersichtlich |
Bestimmung der Kopplungskonstanten möglich | Signalzuordnung 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