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H NMR, C NMR 해석부탁드립니다.

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안녕하세요 기기분석을 배우는 학생입니다. 다른게 아니라 요즘 NMR에 대해 배우고 있는데요 미지 시료의 NMR데이터만 주고 무슨 물질인지 알아보는 것을 하는 중입니다. 첨부파일은 H, C NMR 데이터인데 캠드로우로 아세톤이라는 것을 알았습니다. 용매는 CDCl3라는 것도요 근데 제가 잘몰라서 아세톤이라는 것을 유추하는데이터 해석이 쉽지가 않은데요 일단 H NMR에서 7부분에 뜨는 것은 CDCl3에 중수소로 치환되지 않은 CHCl3의 피크인 것과 2.08에서 하나의 피크가 뜨는 것은 H를 가진 구조가 한종류라는 것 그리고 이것은 베타탄소 위치에 있는 구조라는 식으로 H NMR을 해석했는데 그리고 H NMR로만 봐서는 2.08에 뜨는 것은 Methyl 또는 Methylene일 것이라고 해석했습니다. 그런데 그 외에 제가 놓친 부분이 있는지 궁금하고 계산식에 의해서 알 수 있는 방법도 있는지 궁금합니다. 그리고 C NMR이 좀더 어렵게 느껴지는데요. 77을 중심으로 삼중선이 뜨는 것은 CDCl3의 피크이고 삼중선이 뜨는 이유는 2nl+1의 공식에 따라 나오는 거라고 하고 싶은데 이 공식이 이해가 안갑니다. 삼중선외에 30부분과 200부근에서 뜨는 것은 각각 CH3와 C=O라는 얘기도 해야되는데 이것을 유추하는 법을 모르겠습니다. 계산공식에 의해서 나온다고 들었는데 어떤식으로 해석해야할지 잘모르겠네요;; 제가 많이 부족해서 모르는게 많습니다. 자세한 설명을 해주시면 너무 감사하겠습니다. (_ _) 좋은하루되세요~
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    이상후님의 답변

    > 안녕하세요 >기기분석을 배우는 학생입니다. >다른게 아니라 요즘 NMR에 대해 배우고 있는데요 >미지 시료의 NMR데이터만 주고 무슨 물질인지 알아보는 것을 하는 중입니다. >첨부파일은 H, C NMR 데이터인데 캠드로우로 아세톤이라는 것을 알았습니다. >용매는 CDCl3라는 것도요 >근데 제가 잘몰라서 아세톤이라는 것을 유추하는데이터 해석이 쉽지가 않은데요 >일단 H NMR에서 7부분에 뜨는 것은 CDCl3에 중수소로 치환되지 않은 CHCl3의 피크인 것과 >2.08에서 하나의 피크가 뜨는 것은 H를 가진 구조가 한종류라는 것 그리고 이것은 베타탄소 위치에 있는 구조라는 식으로 H NMR을 해석했는데 그리고 H NMR로만 봐서는 2.08에 뜨는 것은 Methyl 또는 Methylene일 것이라고 해석했습니다. 그런데 그 외에 제가 놓친 부분이 있는지 궁금하고 계산식에 의해서 알 수 있는 방법도 있는지 궁금합니다. > >그리고 C NMR이 좀더 어렵게 느껴지는데요. 77을 중심으로 삼중선이 뜨는 것은 CDCl3의 피크이고 삼중선이 뜨는 이유는 2nl+1의 공식에 따라 나오는 거라고 하고 싶은데 이 공식이 이해가 안갑니다. >삼중선외에 30부분과 200부근에서 뜨는 것은 각각 CH3와 C=O라는 얘기도 해야되는데 이것을 유추하는 법을 모르겠습니다. 계산공식에 의해서 나온다고 들었는데 어떤식으로 해석해야할지 잘모르겠네요;; > >제가 많이 부족해서 모르는게 많습니다. 자세한 설명을 해주시면 너무 감사하겠습니다. >(_ _) 좋은하루되세요~ > ------------------------------------------------------------------------- acetone의 경우 C=O를 경계로 CH3 group이 대칭을 이루는 있는 구조를 가지고 있습니다. 2.08에서 singlet으로 나오는 이유는 바로 protons의 coupling effect때문입니다. 즉, 1H NMR의 경우에 각 탄소에 결합된 수소원자들은 바로 이웃(one bond)에 결합한 탄소에 결합된 수소의 갯수+1만큼의 peak로 보이게 됩니다. acetone의 경우는 H3C-(C=O)-CH3의 구조를 가지면서 CH3 바로 옆 탄소가 carbonyl carbon이고 수소원자가 없기 때문에 methyl protons은 갯수는 비록 3개 이지만 이웃한 탄소에 결합한 수소가 없으므로 singlet으로 나타나게 됩니다. 더욱이 오른쪽 methyl protons도 같은 현상이 일어나고 대칭구조이므로 전체적으로 2.08ppm에서 singlet으로 보이게 됩니다. 물론 예상되는 ppm을 이론적으로 계산할 수도 있습니다. 즉, terminal CH3는 base로서 0.86이고 여기에 C=O의 바로 옆 탄소를 alpha 탄소라고 하는데 이런 경우 increment로서 1.23을 더해주게 됩니다. 결국, 이론적인 acetone의 ppm이 2.09로 계산됩니다. 실제값과 0.01정도로 미비하게 차이가 나므로 실제 ppm과 거의 일치한다고 볼 수 있습니다. 물론 항상 이론값과 실제값이 거의 비슷한 값으로 나오는 것은 아닙니다. CDCl3의 13C NMR 상에서의 intensity가 같은 triplet으로 splitting되는 이유를 알기 위해서는 1H과 2H(D)의 스핀상태를 알아야 합니다. 즉, 1H(proton)은 1/2의 스핀을 갖고, 2H의 경우는 1의 스핀상태를 갖습니다. 그래서 1H의 경우 스핀상태는 +1/2또는 -1/2를 가지게 되고, 2H의 경우는 -1, 0, 1를 가지게 됩니다. 질문자 분께서 첨부로 올린 13C NMR peak에 보면 CDCl3 peak이 intensity가 거의 같은 형태로 나오는데, 이것은 C 바로 옆의 D가 스핀상태가 -1, 0, 1을 가지게 되어서 proton-coupled된 13C NMR spectrum상에서 intensity가 같은 peak이 3개 보이게 되는 것입니다. 또한, C=O의 carbonyl carbon의 chemical shift가 200부근이 되는 것은 C가 electronegativity가 높은 O와 결합되어 있기 때문에 O에 의한 C 전자들의 전자 분포가 바뀌게 되어서 결국 deshielding이 되어서 downfield영역에 나타나게 됩니다. -CH3의 carbon은 수소 3개로만 결합되어 있기 때문에 전자밀도에서의 차이가 거의 나지 않게 되므로 higher magnetic field쪽으로 chemical shift가 나타나게 됩니다. 참고하세요.
    > 안녕하세요 >기기분석을 배우는 학생입니다. >다른게 아니라 요즘 NMR에 대해 배우고 있는데요 >미지 시료의 NMR데이터만 주고 무슨 물질인지 알아보는 것을 하는 중입니다. >첨부파일은 H, C NMR 데이터인데 캠드로우로 아세톤이라는 것을 알았습니다. >용매는 CDCl3라는 것도요 >근데 제가 잘몰라서 아세톤이라는 것을 유추하는데이터 해석이 쉽지가 않은데요 >일단 H NMR에서 7부분에 뜨는 것은 CDCl3에 중수소로 치환되지 않은 CHCl3의 피크인 것과 >2.08에서 하나의 피크가 뜨는 것은 H를 가진 구조가 한종류라는 것 그리고 이것은 베타탄소 위치에 있는 구조라는 식으로 H NMR을 해석했는데 그리고 H NMR로만 봐서는 2.08에 뜨는 것은 Methyl 또는 Methylene일 것이라고 해석했습니다. 그런데 그 외에 제가 놓친 부분이 있는지 궁금하고 계산식에 의해서 알 수 있는 방법도 있는지 궁금합니다. > >그리고 C NMR이 좀더 어렵게 느껴지는데요. 77을 중심으로 삼중선이 뜨는 것은 CDCl3의 피크이고 삼중선이 뜨는 이유는 2nl+1의 공식에 따라 나오는 거라고 하고 싶은데 이 공식이 이해가 안갑니다. >삼중선외에 30부분과 200부근에서 뜨는 것은 각각 CH3와 C=O라는 얘기도 해야되는데 이것을 유추하는 법을 모르겠습니다. 계산공식에 의해서 나온다고 들었는데 어떤식으로 해석해야할지 잘모르겠네요;; > >제가 많이 부족해서 모르는게 많습니다. 자세한 설명을 해주시면 너무 감사하겠습니다. >(_ _) 좋은하루되세요~ > ------------------------------------------------------------------------- acetone의 경우 C=O를 경계로 CH3 group이 대칭을 이루는 있는 구조를 가지고 있습니다. 2.08에서 singlet으로 나오는 이유는 바로 protons의 coupling effect때문입니다. 즉, 1H NMR의 경우에 각 탄소에 결합된 수소원자들은 바로 이웃(one bond)에 결합한 탄소에 결합된 수소의 갯수+1만큼의 peak로 보이게 됩니다. acetone의 경우는 H3C-(C=O)-CH3의 구조를 가지면서 CH3 바로 옆 탄소가 carbonyl carbon이고 수소원자가 없기 때문에 methyl protons은 갯수는 비록 3개 이지만 이웃한 탄소에 결합한 수소가 없으므로 singlet으로 나타나게 됩니다. 더욱이 오른쪽 methyl protons도 같은 현상이 일어나고 대칭구조이므로 전체적으로 2.08ppm에서 singlet으로 보이게 됩니다. 물론 예상되는 ppm을 이론적으로 계산할 수도 있습니다. 즉, terminal CH3는 base로서 0.86이고 여기에 C=O의 바로 옆 탄소를 alpha 탄소라고 하는데 이런 경우 increment로서 1.23을 더해주게 됩니다. 결국, 이론적인 acetone의 ppm이 2.09로 계산됩니다. 실제값과 0.01정도로 미비하게 차이가 나므로 실제 ppm과 거의 일치한다고 볼 수 있습니다. 물론 항상 이론값과 실제값이 거의 비슷한 값으로 나오는 것은 아닙니다. CDCl3의 13C NMR 상에서의 intensity가 같은 triplet으로 splitting되는 이유를 알기 위해서는 1H과 2H(D)의 스핀상태를 알아야 합니다. 즉, 1H(proton)은 1/2의 스핀을 갖고, 2H의 경우는 1의 스핀상태를 갖습니다. 그래서 1H의 경우 스핀상태는 +1/2또는 -1/2를 가지게 되고, 2H의 경우는 -1, 0, 1를 가지게 됩니다. 질문자 분께서 첨부로 올린 13C NMR peak에 보면 CDCl3 peak이 intensity가 거의 같은 형태로 나오는데, 이것은 C 바로 옆의 D가 스핀상태가 -1, 0, 1을 가지게 되어서 proton-coupled된 13C NMR spectrum상에서 intensity가 같은 peak이 3개 보이게 되는 것입니다. 또한, C=O의 carbonyl carbon의 chemical shift가 200부근이 되는 것은 C가 electronegativity가 높은 O와 결합되어 있기 때문에 O에 의한 C 전자들의 전자 분포가 바뀌게 되어서 결국 deshielding이 되어서 downfield영역에 나타나게 됩니다. -CH3의 carbon은 수소 3개로만 결합되어 있기 때문에 전자밀도에서의 차이가 거의 나지 않게 되므로 higher magnetic field쪽으로 chemical shift가 나타나게 됩니다. 참고하세요.
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    안길홍님의 답변

    > 안녕하세요 >기기분석을 배우는 학생입니다. >다른게 아니라 요즘 NMR에 대해 배우고 있는데요 >미지 시료의 NMR데이터만 주고 무슨 물질인지 알아보는 것을 하는 중입니다. >첨부파일은 H, C NMR 데이터인데 캠드로우로 아세톤이라는 것을 알았습니다. >용매는 CDCl3라는 것도요 >근데 제가 잘몰라서 아세톤이라는 것을 유추하는데이터 해석이 쉽지가 않은데요 >일단 H NMR에서 7부분에 뜨는 것은 CDCl3에 중수소로 치환되지 않은 CHCl3의 피크인 것과 >2.08에서 하나의 피크가 뜨는 것은 H를 가진 구조가 한종류라는 것 그리고 이것은 베타탄소 위치에 있는 구조라는 식으로 H NMR을 해석했는데 그리고 H NMR로만 봐서는 2.08에 뜨는 것은 Methyl 또는 Methylene일 것이라고 해석했습니다. 그런데 그 외에 제가 놓친 부분이 있는지 궁금하고 계산식에 의해서 알 수 있는 방법도 있는지 궁금합니다. > >그리고 C NMR이 좀더 어렵게 느껴지는데요. 77을 중심으로 삼중선이 뜨는 것은 CDCl3의 피크이고 삼중선이 뜨는 이유는 2nl+1의 공식에 따라 나오는 거라고 하고 싶은데 이 공식이 이해가 안갑니다. >삼중선외에 30부분과 200부근에서 뜨는 것은 각각 CH3와 C=O라는 얘기도 해야되는데 이것을 유추하는 법을 모르겠습니다. 계산공식에 의해서 나온다고 들었는데 어떤식으로 해석해야할지 잘모르겠네요;; > >제가 많이 부족해서 모르는게 많습니다. 자세한 설명을 해주시면 너무 감사하겠습니다. >(_ _) 좋은하루되세요~ > 첨부자료
    > 안녕하세요 >기기분석을 배우는 학생입니다. >다른게 아니라 요즘 NMR에 대해 배우고 있는데요 >미지 시료의 NMR데이터만 주고 무슨 물질인지 알아보는 것을 하는 중입니다. >첨부파일은 H, C NMR 데이터인데 캠드로우로 아세톤이라는 것을 알았습니다. >용매는 CDCl3라는 것도요 >근데 제가 잘몰라서 아세톤이라는 것을 유추하는데이터 해석이 쉽지가 않은데요 >일단 H NMR에서 7부분에 뜨는 것은 CDCl3에 중수소로 치환되지 않은 CHCl3의 피크인 것과 >2.08에서 하나의 피크가 뜨는 것은 H를 가진 구조가 한종류라는 것 그리고 이것은 베타탄소 위치에 있는 구조라는 식으로 H NMR을 해석했는데 그리고 H NMR로만 봐서는 2.08에 뜨는 것은 Methyl 또는 Methylene일 것이라고 해석했습니다. 그런데 그 외에 제가 놓친 부분이 있는지 궁금하고 계산식에 의해서 알 수 있는 방법도 있는지 궁금합니다. > >그리고 C NMR이 좀더 어렵게 느껴지는데요. 77을 중심으로 삼중선이 뜨는 것은 CDCl3의 피크이고 삼중선이 뜨는 이유는 2nl+1의 공식에 따라 나오는 거라고 하고 싶은데 이 공식이 이해가 안갑니다. >삼중선외에 30부분과 200부근에서 뜨는 것은 각각 CH3와 C=O라는 얘기도 해야되는데 이것을 유추하는 법을 모르겠습니다. 계산공식에 의해서 나온다고 들었는데 어떤식으로 해석해야할지 잘모르겠네요;; > >제가 많이 부족해서 모르는게 많습니다. 자세한 설명을 해주시면 너무 감사하겠습니다. >(_ _) 좋은하루되세요~ > 첨부자료
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