13C NMRの積分比について

質問

通常、13C NMRの積分比は、単純にモル比にならないと思います。この積分比を、モル比として比較できるようにするには、どう測定したらよいのでしょう？。緩和時間を６０秒等まで増やすのでしょうか？そうすると１００００回積算でも一週間ぐらいかかってしまいますが、そういうものなのでしょうか？

回答No.1

phosphole · ベストアンサー

単純に緩和時間を延ばすだけではダメだと思いますよ。
これは13Cに限らず、デカップラーを使っているNMRでは避けられない問題ですが・・・
質問者さんもご存じだと思いますが、プロトンを照射すると分極移動が起こります。
プロトンが置換されている炭素原子の共鳴は強まりますが、４級炭素ではその効果はありませんよね。
ですので、単純に緩和時間を延ばすだけではだめで、プロトン照射を切る必要があるかと思います。
・・・ちょっと大変ですが、十分な濃度・磁場・積算時間が得られるなら可能な実験でしょう。
実際、３１Pのように共鳴が強い核種（それでもプロトンの数％しかないが）なら、ピーク強度比から意味のあるデータを得ることはそんなに難しくありません。３００-４００MHｚ程度の磁場があれば、数分で可能な実験です。特別に濃いサンプルも必要ではありません。
１３Cだと、３１Pの数分の一に感度は低下します。しかし濃度を稼げば可能な実験だと思います。

また、ほぼ同じ環境下にある１３Cなら、同程度の共鳴信号を与えるはずですので、そうした場合ならカップリングを切らずに、ある程度まで意味のある積分比を得られると思いますよ。メチル基同士を比較するとか、そういう場合です。それで論文のレフェリーに文句言われずにすむかどうかまでは責任もてませんが・・・

これも昔の同僚の話で、しかも３１Pの話なので参考までにですが、通常の３１PNMR(デカップラー起動）で、化学種間の存在比を見ていましたが、問題なく論文は通りました。
一度、簡単なサンプルで、プロトンでの存在比と１３Cで見積もった存在比を比べてみては。

お礼

丁寧な回答ありがとうございます。非常にためになりました。
とはいえ、現在のサンプルなんですが、濃度が１００ｍMぐらいが限界ですので、デカップラーを切って測定となると、少々難しいかもしれないということですね。
一度色々試してみたいと思います。ありがとうございました。