Uhlíková nukleárna magnetická rezonančná spektroskopia

[náhľad|278x278bod|<sup>13</sup>C NMR spektrum [Etanol|etanolu CH3CH2OH.  V spektre sa objavujú dva signály zodpovedajúce dvom rôznym uhlíkom v molekule. Napravo (upfield) vidíme signál uhlíka metylovej skupiny (CH3), naľavo (downfield)  signál uhlíka metylénovej skupiny (CH2) viazanej na hydroxyl (OH). Hodnote 0 odpovedá štandard TMS.]]
náhľad|279x279bod|Typické oblasti chemických posunov v 13C NMR spektrách organických látok
**Uhlíková nukleárna magnetická rezonančná spektroskopia** alebo **<sup>13</sup>C NMR** spektroskopia (často len ako **<sup>13</sup>C NMR**) je spektroskopická technika nukleárnej magnetickej rezonancie izotopu uhlíka 13C. Spektra jadier 13C sú po 1H experimentoch druhé najčastejšie merané spektrá pri štruktúrnej analýze organických molekúl. Kvôli širokopásmovému dekaplingu, ktorý vedie k NOE obohateniu niektorých signálov, a kvôli dlhým relaxačným časom T1 niektorých uhlíkových jadier nie je možné bežne merané uhlíkové spektrá presne kvantifikovať (integrovať, pretože intenzity nezodpovedajú relatívnym počtom uhlíkov). Najdôležitejšou informáciou, ktorú je možné z 13C spektier získať, sú tak chemické posuny jednotlivých signálov. Signály uhlíkových atómov v bežných organických zlúčeninách nájdeme v spektre najčastejšie medzi 0–220 ppm. 

## Chemický posun
Najvyššie chemické posuny v 13C NMR spektrách organických látok zvyčajne patria karbonylovým zlúčenínám (aldehydy a ketóny) a karbonátom (diestery kyseliny uhličitej). Signál aldehydového uhlíka možno od signálu ketónového uhlíka odlíšiť pomocou ATP (*attached proton test*), keďže uhlík aldehydu nesie jeden vodík a uhlík ketónu nenesie žiadny vodík.

### Alkány
náhľad|Chemické posuny uhlíkov v substituovanom propáne.
Chemický posun uhlíka v alkánoch závisí od počtu uhlíkových atómov v α a β pozíciách k sledovanému uhlíku a od ich rozvetvenia. Značný vplyv na uhlíkové chemické posuny majú neuhlíkové substituenty. Elektronegatívne substituenty odčerpávajú elektrónovú hustotu z okolia uhlíkového jadra, daný uhlík je potom menej tienený a má teda vyšší chemický posun. Súvislosť chemického posunu s elektronegativitou je dobre vidieť napríklad na posunoch uhlíkov susediacich s fluórom, chlórom a brómom. Jód je výnimkou z efektu elektronegatívnych substituentov: chemický posun uhlíka priamo naviazaného na atóm s veľkým atómovým číslom je nižší ako pri nesubstituovanom alkáne. Tomuto javu sa hovorí efekt ťažkého atómu a najčastejšie je pozorovateľný práve pri zlúčeninách obsahujúcich jód. Napríklad chemický posun uhlíka v molekule jodidu uhličitého CI4 je –292 ppm, teda úplne mimo rozsahu bežne meraných uhlíkových spektier. Uhlík v β polohe k elektronegatívnemu substituentu je tiež menej tienený, a jeho signál je teda posunutý k vyšším hodnotám ppm, ale tento efekt je oveľa slabší ako v prípade α uhlíkov (priamo naviazaných na substituent). Signály uhlíkov v polohe γ k substituentom sú naopak mierne posunuté smerom do nižších hodnôt chemických posunov, tomuto javu sa hovorí γ-efekt a je pravdepodobne spôsobený sterickými interakciami.

### Cykloalkány
Chemické posuny nesubstituovaných cykloalkánov sa objavujú v rozmedzí 22–29 ppm, jedinou výnimkou je cyklopropán, ktorý má uhlíkový chemický posun záporný –2,8 ppm. Neobvykle nízke chemické posuny sú pozorované aj u ďalších trojčlenných cyklických zlúčenín, napríklad chemické posuny uhlíkov v oxirane sú 40 ppm, zatiaľ čo chemický posun uhlíka priamo naviazaného na kyslík vo viacčlenných kruhoch alebo v acyklických zlúčeninách býva vyšší ako 50 ppm. Všetky uhlíky nesubstituovaných cykloalkánov sú ekvivalentné, takže vykazujú jediný signál v spektrách.

Kategória:Nukleárna magnetická rezonancia
Kategória:Uhlík