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13C-Spin-Gitter-Relaxationszeiten und die Beweglichkeit gelöster organischer Moleküle

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Abstract

Die chemischen Verschiebungen und Kopplungskonstanten der 13C-Kernresonanz gehören zu den aussagekräftigsten Meßgrößen, die der Organiker zur Lösung von Strukturproblemen heranziehen kann. Daneben gewinnen die 13C-Spin-Gitter-Relaxationszeiten T1 als Strukturparameter zunehmendes Interesse. In Verbindung mit den durch Protonenentkopplung von 13C-NMR-Spektren hervorgerufenen Kern-Overhauser-Effekten gestatten die T1-Werte der 13C-Kerne eines Moleküls Rückschlüsse auf Relaxationsmechanismen. Sie reflektieren die inter- und intramolekulare Beweglichkeit eines Moleküls und ergänzen so die Aussagen der temperaturabhängigen NMR-Spektroskopie. Aus den T1-Unterschieden innerhalb eine Moleküls ergibt sich u.a., ob die Molekülbewegung in Lösung anisotrop ist, ob die innermolekulare Bewegung von Gruppen sterisch behindert wird, inwieweit starke intermolekulare oder interionische Wechselwirkungen die Flexibilität des Moleküls beeinflussen, welche Teile des Moleküls starr und welche flexibel sind. Schließlich geben die Unterschiede der für die 13C-Kerne eines Moleküls gemessenen T1-Werte oft eine sichere Hilfe bei der Zuordnung der 13C-NMR-Spektren, besonders bei dichter Signalfolge und Multiplettüberlappung.

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