上のAddThis共有ボタン

主な違い – 1H NMR vs 13C NMR

NMRとは、Nuclear Magnetic Resonance（核磁気共鳴）の略です。

これは、コンテンツ、純度、およびサンプルに存在する分子構造を決定するための分析化学で使用される分光学的手法です。

NMRは、特定の分子に存在する原子の数と種類に関する情報を与えてくれます。

NMRの基本は、原子核の磁気的性質を利用することである。

NMRは、有機化合物の分子構造を決定するための最も強力なツールの1つです。

NMRには、一般的に1H NMRと13C NMRの2種類があります。

1H NMRと13C NMRの大きな違いは、1H NMRが分子内に存在する水素原子の種類と数を決定するために用いられるのに対し、13C NMRは分子内に存在する炭素原子の種類と数を決定するために用いられる点です。

NMRとは

NMRの基礎

すべての原子核は電気を帯びている（陽子があるため）。

また、原子核の中には自転をするものがあります。

外部磁場を印加すると、原子核はスピンに伴って基底エネルギー準位から高エネルギー準位に移行し、エネルギー移動が可能となる。

このエネルギー移動は電波に相当し、スピンが元のエネルギーレベルに戻るとき、このエネルギーは信号として同じ周波数で放出される。

この信号から、その原子核のNMRスペクトルが得られる。

1H NMRとは

1H NMR は、分子内に存在する水素原子の種類と数を調べるための分光法です。

この方法では、試料（分子・化合物）を適当な溶媒に溶かし、NMR分光光度計の中に設置する。

すると、試料と溶媒中に存在するプロトンのピークを示すスペクトルが得られます。

しかし、溶媒のプロトンが邪魔をして、試料に存在するプロトンの判定は困難です。

そこで、プロトンを含まない適当な溶媒を使用する必要があります。

例：重水素化水（D2O）、重水素化アセトン（（CD3）2CO）、CCl4など。

図1：酢酸エチルの1H NMR

ここでは、異なる水素原子によって与えられるピークを異なる色で表示しています。

1H NMRの化学シフト範囲は0-14ppmです。

1H NMRのNMRスペクトルを得るには、連続波法を用います。

しかし、これには時間がかかる。

溶媒にはプロトンが存在しないため、1H NMRスペクトルには溶媒のピークはない。

13C NMRとは

13C NMRは、分子中の炭素原子の種類と数を調べるために用いられます。

ここでも、試料（分子・化合物）を適当な溶媒に溶かし、NMR分光光度計の中に入れます。

すると、試料に含まれるプロトンのピークを示すスペクトルが得られます。

1H NMRとは異なり、プロトンではなく炭素原子のみを検出するため、プロトンを含む液体を溶媒として使用することができる。

分子内の炭素原子はすべて等価であるため、このNMRスペクトルではピークが1つしか得られない。

13C NMRは、炭素原子のスピン変化を研究するものです。

13C NMRの化学シフトの範囲は0-240ppmです。

NMRスペクトルを得るには、フーリエ変換法を用いることができる。

これは、溶媒のピークを観察することができる高速なプロセスです。

1H NMRと13C NMRの違い

定義

1H NMR: 分子内に存在する水素原子の種類と数を測定する分光学的手法です。

13C NMR: 分子内に存在する炭素原子の種類と数を決定するための分光学的な方法です。

検出

1H NMR： 1H NMRはプロトン核を検出する。

13C NMR：炭素核を検出する。

化学シフトの範囲

1H NMR: 1H NMRの化学シフトの範囲は0-14ppmです。

13C NMR: 13C NMRの化学シフト範囲は、0-240ppmです。

方法

1H NMR：1HNMRのNMRスペクトルを得るために、連続波法を使用する。

13C NMR：NMRスペクトルを得るために、フーリエ変換法を使用することができる。

進行状況

1H NMR: 1H NMRのプロセスは遅い。

13C NMR: 13C NMRの処理は速い。

ソルベントピーク

1

[…]

結論

NMR は、ある分子に存在する原子のさまざまな形を決定するた めに用いられる分光学的手法です。

NMR には 1H NMR と 13C NMR の 2 種類があります。

1H NMR と 13C NMR の主な違いは、1H NMR は分子内に存在する水素原子の種類と数を決定するために用いられ、13C NMR は分子内に存在する炭素原子の種類と数を決定するために用いられることである。